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2014 年度 実績報告書

核燃焼プラズマのための新古典輸送シミュレーションの拡張と検証

研究課題

研究課題/領域番号 23760810
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

佐竹 真介  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (70390630)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
キーワード新古典輸送 / 多イオン種プラズマ / 核融合炉 / 新古典粘性 / モンテカルロ法
研究実績の概要

平成26年度の主な成果の一つは、核燃焼プラズマの輸送シミュレーションに向けた多イオン種プラズマ用のクーロン衝突項が完成したことである。この線形化クーロン衝突項は、従来よく用いられているものと異なり、粒子種ごとに異なる温度を持っていても線形化衝突項が随伴性を保つ形に作られており、BoltzmanのH定理やOnsagar対象性という、新古典輸送理論において重要な性質を保つために必要不可欠な拡張である。この研究成果は日本物理学会において口頭発表を行い公表した。
もう一つの成果は、これまで開発してきた大域的新古典輸送コードFORTEC-3Dで得られた知見を基に、プラズマ全体ではなく単一磁気面のみを解く局所近似モデルをFORTEC-3Dの2-weight delta-f法で構築することに、共同研究者との研究で成功した事である。この局所近似は、現在一般的に使われている局所近似モデルと異なり、荷電粒子の磁気ドリフト項の磁気面接線成分を残して磁気面垂直方向ドリフトのみ落とす新しい定式化で、これによって特に径電場によるE×B回転が遅い場合に、従来の局所近似と比べかなり大域的新古典コードに近い結果を再現できることを世界で初めて示した。そして、この磁気面接線成分のドリフト運動の効果が、ヘリカル型磁場閉じ込め装置における新古典熱輸送の定量的評価において無視できない事を複数の装置における新古典輸送シミュレーションから示し、その成果をEPSにおいて口頭発表した。
その他、新古典トロイダル粘性がトカマクのトロイダル回転に与える影響のシミュレーション研究を昨年に引き続き行い、その成果はIAEA2014という核融合研究で最も重要な国際会議において共同研究者が国際選考で口頭発表枠を勝ち取り、発表することができた。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Experimental Observation of Response to Resonant Magnetic Perturbation and Its Hysteresis in LHD2015

    • 著者名/発表者名
      Narushima, Yoshiro; Sakakibara, Satoru; Ohdachi, Satoshi; Suzuki, Yasuhiro; Watanabe, Kiyomasa; Nishimura, Seiya; Satake, Shinsuke; Huang, Botsz; Furukawa, Masaru; Takemura, Yuki; Ida, Katsumi; Yoshinuma, Mikiro; Yamada, Ichihiro
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integrated Physics Analysis of Plasma Start-up Scenario of Helical Reactor FFHR-d12015

    • 著者名/発表者名
      Goto, Takuya; Miyazawa, Junichi; Sakamoto, Ryuichi; Seki, Ryosuke; Suzuki, Chihiro; Yokoyama, Masayuki; Satake, Shinsuke; Sagara, Akio
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of an improved control-variate scheme to local neoclassical transport simulations2014

    • 著者名/発表者名
      Seikichi Matsuoka, Shinsuke Satake
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: 185 ページ: 2313-2312

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2014.05.001

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental analyses and predictive simulations of toroidal rotation driven by the neoclassical toroidal viscosity in rippled tokamaks2014

    • 著者名/発表者名
      M. Honda, S. Satake, Y. Suzuki, G. Matsunaga, K. Shinohara, M. Yoshida, A. Matsuyama, S. Ide and H. Urano
    • 雑誌名

      Nulcear Fusion

      巻: 54 ページ: 114005

    • DOI

      10.1088/0029-5515/54/11/114005

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Physics analyses on the core plasma properties in the helical fusion DEMO reactor FFHR-d12014

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, Y. Suzuki, S. Satake, R. Seki, Y. Masaoka, S. Murakami, M. Yokoyama, Y. Narushima, M. Nunami, T. Goto, C. Suzuki, I. Yamada, R. Sakamoto, H. Yamada, A. Sagara and the FFHR Design Group
    • 雑誌名

      Nulcear Fusion

      巻: 54 ページ: 043010

    • DOI

      10.1088/0029-5515/54/4/043010

    • 査読あり
  • [学会発表] δf-PICコードによる多イオン種新古典輸送 シミュレーションに向けたクーロン衝突項の開発2015

    • 著者名/発表者名
      佐竹真介, 松岡清吉,菅野龍太郎、洲鎌英雄、沼波政倫
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      東京 早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] 多イオン種新古典輸送シミュレーションに向けたクーロン衝突項の開発2014

    • 著者名/発表者名
      佐竹真介, 松岡清吉,菅野龍太郎、洲鎌英雄、沼波政倫
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      新潟市、朱鷺メッセ
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-20
  • [学会発表] Benchmark of local and non-local neoclassical transport calculations in helical configurations2014

    • 著者名/発表者名
      S. Satake, J. L. Velasco, A. Dinklage, M. Yokoyama et al.
    • 学会等名
      41th European Physical Society Conference on Plasma Physics
    • 発表場所
      ドイツ、ベルリン
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27

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公開日: 2016-06-01  

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