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2014 年度 実施状況報告書

核融合プラズマにおける境界層問題の新しい接続解法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23760805
研究機関鳥取大学

研究代表者

古川 勝  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80360428)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2016-03-31
キーワードプラズマ・核融合 / 境界層 / 数理物理 / 特異摂動 / 波動
研究実績の概要

本研究課題は,磁化プラズマの抵抗性磁気流体力学的(MHD)安定性問題に対する代表的方法論の1つであった漸近接続法(境界層理論)が適用不可能または現実的に困難な状況があることを指摘し,それらの困難を除去することができる,当該研究者等が開発した新しい接続解法を更に発展させるものである.これまでに,新しい方法論の利点が生かされる状況の1つとして,有限Larmor半径効果を含めたモデルへの拡張を行い,研究成果を国際的な論文誌に発表すると共に学会等でも発表した.また,接続解法の外部解としては理想MHDモデルの定常解を用いるが,これを非正準Hamilton力学系の理論を利用して求める方法を新たに開発した.本方法によれば,従来の標準的な方法では求められないような流れをもつ定常解や,3次元的で磁力線がカオス的になる定常解も求めることが可能である.この理論と数値シミュレーションによる実証は,査読付論文として国際的な論文誌に発表し,また学会等で成果発表を行った.さらに,Hamilton力学系の性質を保持する数値シミュレーションを目指し,まずは有限自由度の質点力学で新しいアルゴリズムを開発し精度検証を行った.この成果は学会等で発表した.なお,これらの成果発表で投稿中の論文があり,また新しい接続解法のトロイダルプラズマへの適用については外部解の計算コードがほぼ完成したが,未開発の部分を完了して成果発表するために,平成27年度に研究機関延長を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究課題を進める中で,関連して重要と認識した事項について,論文・学会発表を多数行うなど,研究が進んでいる一方,新しい接続解法のトロイダルプラズマへの適用は未開発部分が残っているため.

今後の研究の推進方策

新しい接続解法のトロイダルプラズマへの適用を完了する.定式化は完了しているので,未完了部分のコード開発を早急に行う.また,関連して進んだ研究についても,更なる成果が出るよう研究を進める.特に,非正準Hamilton系を利用したMHD定常解のシミュレーションについては,学術的にも大変重要と考えられるので,重点的に進める予定である.

次年度使用額が生じた理由

本事業による研究成果を論文誌に投稿したが,掲載時期が平成27年度になる可能性があった.また,研究計画で未完了の部分があり,それを完了したときの研究成果発表費として使用する必要があるため,研究機関延長申請をして当該費用を残した.

次年度使用額の使用計画

論文の掲載費と,学会等での成果発表費用に用いる.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Simulated annealing applied to two-dimensional low-beta reduced magnetohydrodynamics2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Chikasue and M. Furukawa
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 22 ページ: 022511-1-10

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4913234

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Peeling-off of the external kink modes at tokamak plasma edge2014

    • 著者名/発表者名
      L. J. Zheng and M. Furukawa
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 21 ページ: 082515-1-6

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4894105

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 負三角度トカマクにおける輸送改善機構2015

    • 著者名/発表者名
      菊池満,S. Medvedev,滝塚知典,古川勝,長崎百伸
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Accuracy analysis of numerical integration of charged particle motion based on recurrence formula with symmetric operator decomposition2015

    • 著者名/発表者名
      M. Furukawa
    • 学会等名
      The 20th NEXT workshop
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2015-01-13 – 2015-01-14
  • [学会発表] 2次元低ベータ簡約化MHDのアニーリングシミュレーションにおける対称カー ネルの効果2014

    • 著者名/発表者名
      近末吉人,古川勝
    • 学会等名
      MHD研究会(平成26年度NIFS共同研究 研究会「MHDと流体力学における共鳴・分岐・構造形成の理論・シミュレーション研究」 )
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2014-12-25 – 2014-12-26
  • [学会発表] High-accuracy numerical integration of charged particle dynamics based on recurrence formula with symmetric decomposition2014

    • 著者名/発表者名
      M. Furukawa
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014(日本物理学会(領域2)2014年秋季大会,応用物理学会プラズマエレクトロニクス分科会 第32回プラズマプロセシング研究会,プラズマ・核融合学会第31回年会)
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
  • [学会発表] Peeling-off modes at tokamak plasma edge2014

    • 著者名/発表者名
      Linjin Zheng, M. Furukawa
    • 学会等名
      56th Annual Meeting of Division of Plasma Physics, American Physical Society
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana, USA
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-31
  • [学会発表] Pressure Driven MHD Instabilities in Intrinsic and Externally Enhanced Magnetic Stochastic Region of LHD2014

    • 著者名/発表者名
      S. Ohdachi, Y. Suzuki, H. Tsuchiya, K. Y. Watanabe, S. Sakakibara, Y. Narushima, X. D. Du, T. F. Ming, M. Furukawa, K. Toi, H. Yamada and LHD Experiment Group
    • 学会等名
      25th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-18
  • [学会発表] Experimental observation of response to resonant magnetic perturbation and its hysteresis in LHD2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Narushima, S. Sakakibara, S. Ohdachi, Y. Suzuki, K.Y. Watanabe, S. Nishimura, M. Furukawa, Y. Takemura, K. Ida, M. Yoshinuma, I. Yamada, LHD experiment Group
    • 学会等名
      25th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-18
  • [学会発表] Numerical computation of stationary state of 2D reduced MHD on Casimir leaf2014

    • 著者名/発表者名
      M. Furukawa
    • 学会等名
      Physics / BK21+ Seminar
    • 発表場所
      POSTECH, Pohang, Korea
    • 年月日
      2014-08-12 – 2014-08-12
  • [学会発表] Simulated Annealing for stationary states of 2D low-beta reduced MHD2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Chikasue and M. Furukawa
    • 学会等名
      11th Asia Pacific Plasma Theory Conference and Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas”
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-04
  • [学会発表] Numerical computation of stationary state of 2D reducedMHD on Casimir leaf2014

    • 著者名/発表者名
      M. Furukawa and Y. Chikasue
    • 学会等名
      International Conference on Geometrical Algorithms and Methods for Plasma Physics
    • 発表場所
      Hefei, China
    • 年月日
      2014-05-13 – 2014-05-15
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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