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2008 年度 実績報告書

プラズマ乱流及び新古典輸送における5次元位相空間分布関数のシミュレーション解析

研究課題

研究課題/領域番号 17360445
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

渡邉 智彦  核融合科学研究所, シミュレーション科学研究部, 准教授 (30260053)

研究分担者 洲鎌 英雄  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (80202125)
佐竹 真介  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教 (70390630)
キーワードプラズマ物理 / 核融合 / 乱流 / 輸送 / シミュレーション / 計算物理
研究概要

磁場閉じ込め核融合プラズマの輸送現象を記述する第一原理とされるジャイロ運動論およびドリフト運動論に基づいた分布関数の直接数値シミュレーション行い、輸送機構の解明・輸送レベルの予測、プラズマ閉じこめ改善条件の探求を行うことを目的として研究を進めてきた。平成20年度は、これまでに得られた結果をまとめるとともに、以下の新たな成果が得られた。
1. 大規模ジャイロ運動論的シミュレーション・コード(GKV)を複数のスーパーコンピュータシステムに移植するとともに、一連のベンチマークテストを実行した。
2. 平衡径電場の存在するヘリカル型閉じ込め配位におけるゾーナルフロー応答特性を理論的に導出し、径電場によりゾーナルフロー応答が増大すること、また、その効果は新古典輸送を低減するように最適化された磁場配位(例えば大型ヘリカル装置の内寄せ磁場配位)においてより顕著になることが示された。
3. ポロイダル方向にグローバルな取り扱いができるように従来のGKVコードを拡張し、径電場の存在するヘリカル型閉じ込め配位でのゾーナルフロー応答のジャイロ運動論的シミュレーションを行った。その結果、径電場によるゾーナルフロー応答の増大効果が定量的に確認され、2.の理論予測を裏付けることができた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Turbulence-driven zonal flows in helical systems with radial electric fields2009

    • 著者名/発表者名
      H. Sugama, T. -H. Watanabe
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas 16

      ページ: 056101-1-056101-10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of Turbulent Transport with Zonal Flows Enhanced in Helical Systems2008

    • 著者名/発表者名
      T. -H. Watanabe, H. Sugama, S. Ferrarido-Margalet
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 100

      ページ: 195002-1-195002-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gyrokinetic Studies of Ion Temperature Gradient Turbulence and Zonal Flows in Helical Systems2008

    • 著者名/発表者名
      H. Sugama, T. -H. Watanabe, S. Ferrando-Margalet
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 3

      ページ: 041-1-041-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Benchmark Tests of Fusion Plasma Simulation Codes for Studying Microturbulence and Energetic-Particle Dynamics2008

    • 著者名/発表者名
      T. -H. Watanabe, Y. Todo, W. Horton
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 3

      ページ: 061-1-061-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 核融合プラズマシミュレーションコードの大規模並列化2009

    • 著者名/発表者名
      渡邉智彦, 藤堂泰, W. Horton
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      立教大学(東京都豊島区)
    • 年月日
      2009-03-27
  • [学会発表] 微視的乱流および高エネルギー粒子挙動シミュレーションコードの大規模並列化2008

    • 著者名/発表者名
      渡邉智彦, 藤堂泰, W. Horton
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第25回年会
    • 発表場所
      栃木県総合文化センター(宇都宮市)
    • 年月日
      2008-12-03
  • [学会発表] Regulation of Turbulent Transport in Neoclassically Optimized Helical Configurations with Radial Electric Fields2008

    • 著者名/発表者名
      T. -H. Watanabe, H. Sugama, S. Ferrando-Margalet
    • 学会等名
      22^<nd> IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      United Nations Office (Geneva)
    • 年月日
      2008-10-17
  • [学会発表] ヘリカル系プラズマの乱流輸送低減とゾーナルフロー特性2008

    • 著者名/発表者名
      渡邉智彦, 洲鎌英雄, M. Skoric, M. Rajkovic
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] Gyrokinetic simulation of turbulent transport reduction and zonal flow enhancement in helical systems2008

    • 著者名/発表者名
      T. -H. Watanabe, H. Sugama, S. Ferrando-Margalet
    • 学会等名
      14^<th> International Congress on Plasma Physics
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡市)
    • 年月日
      2008-09-08

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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