研究課題
昨年度に引き続き、乱流輸送の抑制に大きく寄与するゾーナルフローが、ヘリカル系磁場配位において、平衡電場によりどのような影響を受けるかをジャイロ運動論に基づく理論解析およびシミュレーションにより調べた。測地的音響モード(GAM)振動や残留フロー等に関する運動論的なゾーナルフローの特性を記述する運動論的流体クロージャーモデルを用いて、ゾーナルフローの無衝突時間発展に対する非円形断面等の磁場配位の効果を線形ジャイロ流体シミュレーションにより調べた。また、新たに衝突の効果を取り入れたクロージャーモデルの導出を行った。軸対称・非軸対称トロイダルプラズマにおける粒子・熱・運動量の新古典及び乱流輸送を記述する基礎方程式に基づき、トロイダル磁場配位の有する対称性・非対称性が、運動量輸送や両極性粒子拡散等の径方向電場の決定に関わる物理機構に対して、どのように影響するかを系統的に示した。一般の非軸対称配位では、ジャイロ半径オーダリングの2次オーダーでの両極性粒子拡散条件から、平衡電場が決定されるが、上下対称性を持つトカマク配位やステラレーター対称性を持つ準対称ヘリカル配位では、2次オーダーまで、自動的に両極性拡散条件が成立し、平衡電場を決定するには、3次オーダーの運動量バランス方程式を解く必要があることを明らかにした。
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