2019 年度研究成果報告書

運動論に基づく非線形高強度レーザー照射モデルを考慮した輻射流体シミュレーション

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05728
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	プラズマ科学
研究機関	大阪大学
研究代表者	長友英夫大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (10283813)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	輻射流体シミュレーション / レーザープラズマ相互作用 / 高速電子輸送 / 運動論効果
研究成果の概要	比較的高強度なレーザーを固体に照射した場合の輻射流体シミュレーションの解析精度を改善するため、ミクロな非線形レーザープラズマ相互作用(LPI)による運動論効果のモデル化に取り組んだ。数多くのLPIのシミュレーションを通して密度スケール長が長い場合の誘導ラマン散乱、ブリリアン散乱等のデータベース化を行った。レーザー吸収、高速電子発生等の時間、スケール長依存性を示すとともにモデル化を行った。輻射流体シミュレーションコードに組み込まれていた拡散近似モデルを拡張し、非等方性の強い高速電子輸送を取り扱えるM1モデルの開発も行った。これによって、高エネルギー密度科学の応用研究にも展開可能になった。
自由記述の分野	計算プラズマ物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	高エネルギー密度科学は様々な可能性を持っている。しかし、同分野の多くの実験は極限状態でであることから計測が難しく、科学的な解明の妨げになっている。一方、計算シミュレーションは比較的容易に数値実験を行うことができる。今回の成果は、流体シミュレーションに運動論的な効果をモデル化して組み込むことで極限状態のシミュレーションの精度を大きく向上させるものである。