| 研究課題/領域番号 |
25420890
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
鈴木 康浩 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (20397558)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | MHD平衡 / トロイダル回転 / 非等方熱輸送 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は平成25年度に引き続き、HINTコードにプラズマ回転を導入するための改良を行った。
H25年度に行った改良を元に、現実的な磁場配位のトカマクプラズマについてプラズマ回転を含む解析を行った。ただし、この解析ではプラズマ回転を剛体回転と仮定し、形状等の効果を抑えるために、単純な円形断面トカマクの解析を行った。圧力分布とトロイダル電流密度分布は単純なパラボラ形状でq=2有理面を持つqが単調増加する初期平衡配位を準備した。そこに外部共鳴磁場摂動は解析的に重畳し、m/n/=2/1の磁気島をq=2有理面に生成させた。トロイダルマッハ数を0.1から0.3まで変化させ、磁気島構造の変化を考察した。その結果、m=2の磁気島の位相がポロイダル方向へスリップすることが解った。このことは、解析的な理論から予測されており、数値シミュレーションで確認することが出来た。
一方、平成26年度は本研究課題のもう一つの目的である、乱れた磁力線領域の圧力分布のより物理的なモデル化のために、HINTコードの圧力緩和スキームに非等方熱輸送を導入するための改良を行った。元々のHINTコードでは、磁力線に平行方向の熱拡散係数は無限大と仮定しているため、磁気島、および乱れた磁力線構造上では圧力勾配は0になる。しかし、実際の実験では有限の圧力勾配が観測されているために、この仮定は現実的ではない。そこで、十分小さいが有限の巣直方向の輸送を導入することによって、より物理的にそれらの圧力分布を再構築できるモデルを考察した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成26年度は現実的なトカマク配位について、プラズマ回転を含む3次元MHD平衡解析を行い、外部共鳴磁場摂動により生成された磁気島に対し、プラズマ回転が与える影響を考察することが出来た。これは、これまで解析的に予測された理論的予想が、現実でも起こりえることを示した点で重要である。
また、本研究課題のもう一つの目標である、圧力分布のモデル化についても検討を開始し、非等方熱輸送モデルを開発した。しかし、オーダーが異なる磁力線に平行方向と垂直方向の熱輸送を同時にシミュレーションすることは数値的困難が伴うので、完全に開発が終了していない。この部分のさらなる技術開発が必要である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は以下の方針に沿って進める。
まず、プラズマ回転の影響については、剛体回転だけでなくシアを持つプラズマ回転の影響について考察を開始する。また、磁場配位についても、徐々に形状効果が大きいD型断面トカマクの解析について考察する。圧力分布のモデル化については、高精度差分スキームの開発を進め、モデルをコードに実装する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ブレード型RAIDディスクアレイの購入経過卯をたてているが、品薄の状況が続いており無理して購入すると実勢価格よりも高くなる可能性があるため、購入を断念した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
H27年度に改めて購入する計画である。
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