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2010 年度 実績報告書

3次元平衡配位における定量的なジャイロ運動論的乱流シミュレーション研究

研究課題

研究課題/領域番号 22760660
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

沼波 政倫  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (40397203)

キーワードプラズマ・核融合 / ジャイロ運動論的シミュレーション / 乱流輸送 / ITGモード / ゾーナルフロー
研究概要

本研究課題では、国際熱核融合実験炉(ITER)や大型ヘリカル装置(LHD)のような磁場閉じ込めプラズマでの異常輸送機構に対する定量的理解を与えるため、実際の実験を反映した平衡磁場や幾何形状効果を組み込んだシミュレーション解析を進めてきた。解析には3次元平衡配位の磁場成分や磁気面形状効果を正確に考慮できるよう新たに開発したジャイロ運動論的コード「GKV-X」を用いた。最近のLHD実験において行われた高イオン温度放電では、2次元位相コントラスト・イメージング(PCI)計測によりプラズマ密度揺動分布が詳細に測定されている。この揺動はイオン温度勾配が急峻な場所で振幅が増大し、且つ揺動の伝搬がイオン反磁性方向に進行するという、イオン温度勾配(ITG)不安定性の特徴を有している。そこで平成22年度は、GKV-Xコードを用いて上記の放電におけるITGモードおよびゾーナルフローに関するシミュレーション解析を進め、同放電で観測された揺動に対するITG不安定性からの説明を試みた。解析結果からは、実空間および波数空間上の観測揺動のピーク位置においてITGモードは最も不安定になっており、不安定性の臨界温度勾配からの差も最大になっていることが明らかになった。この結果は、観測された揺動がITG不安定性に起因している可能性を強く示唆するものである。一方、ゾーナル・フロー応答については、これまでの理論予測に従い、応答関数が磁場スペクトルに依存する中、その残存レベルは径方向波数の増加に応じて上昇することも確かめられた。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Linear Gyrokinetic Analyses of ITG Modes and Zonal Flows in LHD with High Ion Temperature2011

    • 著者名/発表者名
      M.NUNAMI, T.-H.WATANABE, H.SUGAMA, K.TANAKA
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 6 ページ: 1403001-1-1403001-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gyrokinetic Vlasov Code Including Full Three-dimensional Geometry of Experiments2010

    • 著者名/発表者名
      M.NUNAMI, T.-H.WATANABE, H.SUGAMA
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 5 ページ: 016-1-016-8

    • 査読あり
  • [学会発表] Gyrokinetic ITG Turbulence Simulation in LHD experiment2011

    • 著者名/発表者名
      沼波政倫
    • 学会等名
      第16回NEXT(数値トカマク)研究会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市)
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] Gyrokinetic simulation of ion temperattire gradient turbulence and zonal flows in LHD experiments2010

    • 著者名/発表者名
      M.Nunami, T.-H.Watanabe, H.Sugama, K.Tanaka
    • 学会等名
      20th International Toki Conference
    • 発表場所
      セラトピア土岐(土岐市)
    • 年月日
      2010-12-08
  • [学会発表] LHD高イオン温度放電におけるイオン温度勾配乱流シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      沼波政倫, 渡邉智彦, 洲鎌英雄, 田中謙治
    • 学会等名
      第27回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(札幌市)
    • 年月日
      2010-11-30
  • [学会発表] Gyrokinetic simulation study on ion temperature gradient modes and zonal flows in Large Helical Device experiments2010

    • 著者名/発表者名
      M.Nunami, T.-H.Watanabe, H.Sugama, K.Tanaka
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      ハイアットリージェンシー・シカゴ(米国・シカゴ)
    • 年月日
      2010-11-09
  • [学会発表] Effects of Three-Dimensional Geometry and Collisions on Zonal Flows and Ion Temperature Gradient Modes in Helical Systems2010

    • 著者名/発表者名
      M.Nunami, T.-H.Watanabe, H.Sugama, K.Tanaka
    • 学会等名
      23rd IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Daejeon Convention Center(韓国・大田)
    • 年月日
      2010-10-13
  • [学会発表] LHD高イオン温度放電におけるイオン温度勾配不安定性とゾーナルフロー2010

    • 著者名/発表者名
      沼波政倫, 渡邉智彦, 洲鎌英雄, 田中謙治
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市)
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] LHD高Ti放電におけるITGモードと帯状流2010

    • 著者名/発表者名
      沼波政倫, 渡邉智彦, 洲鎌英雄, 田中謙治
    • 学会等名
      第4回シミュレーション科学シンポジウム
    • 発表場所
      核融合科学研究所(土岐市)
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] Gyrokinetic Vlasov code including full geometry of non-axisymmetric field and its application to Large Helical Device experiments2010

    • 著者名/発表者名
      M.Nunami, T.-H.Watanabe, H.Sugama, K.Tanaka
    • 学会等名
      Newton Institute Workshop "Kinetic-scale turbulence in laboratory and space plasmas"
    • 発表場所
      Isaac Newton Institute for Mathematical Science(英国・ケンブリッジ)
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] 3次元平衡配位を正確に組み込んだジャイロ運動論的シミュレーション・コードの開発とLHD実験への応用2010

    • 著者名/発表者名
      沼波政倫, 渡邉智彦, 洲鎌英雄, 田中謙治
    • 学会等名
      第8回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      高山市民文化会館(高山市)
    • 年月日
      2010-06-11
  • [備考]

    • URL

      http://www-nsrp.nifs.ac.jp/activity/activity05.html

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公開日: 2013-06-26  

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