非一様プラズマにおける無限自由度モード間相互作用のハミルトン力学的研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22740369
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 廣田 真 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 任期付研究員 (40432900)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: プラズマ物理 / ハミルトン力学

研究概要

自然界や実験装置において観測されるプラズマの非一様な空間構造の形成メカニズムを探るため、従来用いられてきた局所近似(短波長近似)が成り立たないような巨視的(長波長)揺らぎに対するモード間相互作用の理論を構築した。無限自由度のハミルトン力学系の理論を発展させた新しい数理的技法を開発することにより、連続スペクトルまで考慮した巨視的モード間相互作用の定式化と具体的な現象への応用に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Nonlinear variational method for predicting fast collisionless magnetic reconnection (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota, P. J. Morrison, Y. Ishii, M. Yagi and N. Aiba
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 53 ページ: 063024
  • DOI: doi:10.1088/0029-5515/51/7/073012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms of plasma rotation on the type-I edge-localized mode in tokamaks (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Aiba, M. Furukawa, M. Hirota, N. Oyama, A. Kojima, S. Tokuda and M. Yagi
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 51 ページ: 073012
  • DOI: DOI:10.1088/0029-5515/51/7/073012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Significant effect of plasma compressibility on nonlinear mode coupling of Alfven eigenmodes (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota and N. Aiba
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 51 ページ: 073037
  • DOI: DOI:10.1088/0029-5515/51/7/073037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variational formulation for weakly nonlinear perturbations of ideal magnetohydrodynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota
  • 雑誌名: Journal of Plasma Physics 巻: 77 ページ: 589-615
  • DOI: DOI:10.1017/S0022377810000760
  • 査読あり
• [雑誌論文] Destabilization mechanism of edge localized MHD mode by a toroidal rotation in tokamaks (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Aiba, M. Furukawa, M. Hirota and S. Tokuda
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 50 ページ: 045002
  • DOI: DOI:10.1088/0029-5515/50/4/045002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lagrangian approach to weakly nonlinear stability of elliptical flow (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Fukumoto, M. Hirota and Y. Mie
  • 雑誌名: Physica Scripta 巻: T142 ページ: 014049
  • DOI: DOI:10.1088/0031-8949/2010/T142/014049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wave-action conservation law for eigenmodes and continuum modes (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota and S. Tokuda
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 17 ページ: 082109
  • DOI: DOI:10.1063/1.3475793
  • 査読あり
• [雑誌論文] Action-angle represent -tation of waves and instabilities in flowing plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota
  • 雑誌名: Journal of Plasma Fusion Research Series 巻: 9 ページ: 463-470
  • URL: http://www.jspf.or.jp/JPFRS/index_vol9-4.html
  • 査読あり
• [学会発表] 無衝突磁気リコネクションの加速機構における電子温度効果の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣田真、P. J. Morrison、石井康友、矢木雅敏、相羽信行
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島県東広島広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] Lagrangian approach to weakly and strongly nonlinear stability analyses of fluid models (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota
  • 学会等名: BIRS Workshop on Spectral Analysis, Stability and Bifurcation in Modern Nonlinear Physical Systems, Banff International Research Station
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 20121104-09
• [学会発表] Nonlinear acceleration mechanism of collisionless magnetic reconnection (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota, P. J. Morrison, Y. Ishii, M. Yagi and N. Aiba
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conference, Hilton San Diego Bayfront Hotel
  • 発表場所: SanDiego, USA
  • 年月日: 20121008-13
• [学会発表] Variational method for estimating nonlinear acceleration of collisionless magnetic reconnection (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota, P. J. Morrison, Y. Ishii, M. Yagi and N. Aiba
  • 学会等名: IUTAM Symposium on Topological Fluid Dynamics, Isaac Newton Institute
  • 発表場所: Cambridge
  • 年月日: 20120723-27
• [学会発表] エネルギー原理を用いた無衝突磁気リコネクションの非線形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣田真、P. J. Morrison、石井康友、矢木雅敏
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 兵庫県西宮市 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Variational approach to collisionless magnetic reconnection (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota and P. J. Morrison
  • 学会等名: 53rd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics, Salt Palace Convention Center
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20111114-18
• [学会発表] 流れをもつプラズマの連続スペクトルに対する作用・角変数理論 (若手奨励賞受賞記念講演) (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣田真
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県金沢市 石川県立音楽堂
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] Weakly nonlinear analysis of Alfven eigenmodes (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota and N. Aiba
  • 学会等名: 20th International Toki Conference
  • 発表場所: Toki, Japan
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Lagrangian approach to resonant three-mode interaction in magnetohydrodynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Hirota
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference, Daejeon Convention Center
  • 発表場所: Daejeon, South Korea
  • 年月日: 20101011-16