• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

点渦系平均場方程式のm点爆発解と純電子プラズマが形成するm点渦結晶の統一的理解

研究課題

研究課題/領域番号 26800202
研究機関金沢大学

研究代表者

曽我 之泰  金沢大学, 数物科学系, 助教 (90525148)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード非中性プラズマ / オイラー方程式 / m点爆発
研究実績の概要

2次元オイラー流体中の渦塊群が自発的になす秩序だった準平衡分布の形成・崩壊機構の解明を目指し,電子のみからなる非中性プラズマを用いた実験検証及び,数学分野で発展してきた2次元オイラー方程式の平均場平衡解として知られるm点爆発解の物理的解釈を行った。まず,少数の渦糸とみなせる電子群の運動を実験的に追跡し,流体理論による予測と比較した。位相空間による渦糸群の軌道を解析した結果,電子渦糸を閉じ込める為に印加する外部ポテンシャルが,電子渦糸の2次元運動と2次元オイラー流体の等価性を破る原因となることを突き止めた。この非理想的な効果は,外部ポテンシャル分布をパラボリック形状に設定する事で緩和できることを示した。
次に,二重連結領域内で電子渦糸群が作る電位分布を数値計算により検討した結果,5本までの渦糸群に対して,方位角方向に等間隔で分布する不安定な静的解が存在する事が判った。これは,オイラー方程式のm点爆発解に対応していると考えられる。統計力学的による解釈を援用すると,二重連結領域における点渦の状態数分布が,系のエネルギーに対してガウス分布に従う事が示唆された。数値計算による予測を実験的に検証するため,二重領域の境界条件で電子渦糸群を閉じ込める電極を設計・製作した。現在,装置の予期できない不具合により実験検証が遅れているが,計算による予測に基づき,m点爆発解に対応する電子渦糸群の生成実験を引き続き進める予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

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

  • [雑誌論文] Dynamics of two discrete vortices with different circulations composed of pure electron plasmas2015

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Soga, Yasuhiro Mihara, and Youngsoo Park
    • 雑誌名

      NON-NEUTRAL PLASMA PHYSICS IX

      巻: 1668 ページ: 030004

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4923113

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase space analysis for dynamics of three vortices of pure electron plasma trapped with Penning trap2015

    • 著者名/発表者名
      Akio Sanpei, Yukihiro Soga, Kiyokazu Ito, and Haruhiko Himura
    • 雑誌名

      NON-NEUTRAL PLASMA PHYSICS IX

      巻: 1668 ページ: 030002

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4923111

    • 査読あり
  • [学会発表] ダブル-グレーティング遅波構造を用いた後進波発振管の開発2016

    • 著者名/発表者名
      武田守、曽我之泰、朴英樹、吉野匠、小森義生、佐藤政行、鎌田啓一、 吉田光宏
    • 学会等名
      平成27年度核融合科学研究所共同研究研究会「パルスパワー技術の動向と高エネルギー密度プラズマへの応用」
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2016-01-07 – 2016-01-08

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi