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2010 年度 実績報告書

強いプラズマ流を伴う輸送障壁の形成機構についての研究

研究課題

研究課題/領域番号 22760663
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

宮戸 直亮  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, 研究職 (80370477)

キーワードプラズマ流 / 輸送障壁 / 簡約化モデル / 流体モーメント / 案内中心 / 変分法 / 磁場閉じ込めプラズマ
研究概要

磁場閉じ込め核融合プラズマにおいては、強い縦磁場のため、荷電粒子は磁力線に巻き付いた旋回運動をする。一方、粒子・熱の輸送現象は、この旋回運動よりも遅い時間スケールで起こるため、その解析においては、速い旋回運動を分離した簡約化モデルが広く用いられてきた。この簡約化運動論モデルから評価される密度、温度や流速などの流体的諸量は旋回中心(案内中心)において評価されたものであり、実験的に観測される物理的な流体的諸量とは一般に異なる。これらの差は強いプラズマ流と急峻な圧力勾配を伴う輸送障壁領域においてより大きくなる。本研究では、そのような強いプラズマ流がある場合における、案内中心での流体的諸量と物理的な流体的諸量との間の関係式を、研究代表者が構築した強いプラズマ流を含む簡約化運動論モデルに基づき、形式的に厳密な表現を摂動展開することにより導いた。これにより簡約化モデルを用いた理論・シミュレーション研究の結果と、実験との精度の良い比較が可能となる。さらに、案内中心の密度と実際の粒子密度との関係を、場の理論を介して簡約化運動論モデルのラグランジアン(あるいはハミルトニアン)の変分を含む形で表した。この密度の関係は簡約化運動論モデルを用いたシミュレーションなどで重要となるが、厳密表現から摂動展開すると計算が非常に複雑になるような場合でも、変分的な手法を用いれば比較的容易に密度の関係式を導くことができる。本研究では、プラズマ流の速度が遷音速であるような場合の密度の関係式を変分的手法により導くことに成功した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010 その他

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

  • [雑誌論文] Fluid moments in modified guiding-centre coordinates2010

    • 著者名/発表者名
      N.Miyato
    • 雑誌名

      Journal of Plasma Fusion Research SERIES

      巻: Vol.9 ページ: 546-551

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modification on the gyrokinetic quasi-neutrality condition due to large flow2010

    • 著者名/発表者名
      N.Miyato
    • 雑誌名

      Europhysics Conference Abstracts

      巻: Vol.34A ページ: 1.1070

  • [学会発表] Effects of strong E×B flow on gyrokinetics2010

    • 著者名/発表者名
      N.Miyato
    • 学会等名
      23^<rd> IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      韓国 大田
    • 年月日
      2010-10-13
  • [学会発表] Gyrokinetic studies of turbulence, equilibrium and flows in the tokamakedge2010

    • 著者名/発表者名
      B.D.Scott
    • 学会等名
      23^<rd> IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      韓国 大田
    • 年月日
      2010-10-13
  • [備考]

    • URL

      http://www-jt60.naka.jaea.go.jp/theory/staff/miyatoJ.html

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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