研究課題
【令和3年度】昨年度の研究で構築した、2次元領域に適用されるマイクロスケールの方程式を解くための有限要素スキームを用いて、幅広いパラメータ範囲のシースの計算を行った。代表的な成果の一つとして、壁面で求められる無次元化された電子アドミタンスの実部の値は、その壁面の形状を変化させた場合でも、無次元化されたイオンサイクロトロン周波数および波動の周波数の値に依存することなく、一定であることが確かめられた。また、無次元化されたイオンアドミタンスの絶対値も、イオンサイクロトロン周波数が高く、波動の周波数が低い場合は、ほぼ一定値となることを示した。さらに、これまでのスキームでは数学的な理由から中心軸に沿って配置される要素の数を奇数としなければならなかったが、それを偶数にしても問題なく計算できるようにスキームを改良した。これらの成果をまとめて、数値シミュレーションを扱うジャーナルに投稿する予定である。【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】本研究では、磁力線と壁面がなす角度が任意であり、そして、壁面の形状も任意であるような場合に対してRFシースを正しく評価することができる有限要素スキームを構築することを目的とした。研究期間内において、シース幅の時間平均値とシース表面の曲率半径が同程度となるコーナー付近にも適用可能な2次元マイクロスケールRFシースモデルを初めて開発し、令和3年度の実績で述べたような成果をあげることができた。しかし、RFシースとプラズマ波の相互作用を解析しうるマクロスケールモデルへの拡張、そして、電子リッチシースへの適用は、今後の課題として残されている。
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