2014 Fiscal Year Research-status Report
環状プラズマの非局所応答についてのシミュレーション研究
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26400538
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
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 六ケ所核融合研究所, 研究副主幹 (80370477)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 磁化プラズマ / 非局所応答 / 微視的乱流 / ジャイロ運動論 / ジャイロ中心変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
簡約化電磁流体力学（RMHD）モデル（密度、磁力線方向のイオン流速、静電ポテンシャル、磁場ポテンシャルの4場からなる）に基づくトカマクプラズマのシミュレーションで観測されたプラズマの非局所応答を詳細に解析した。その結果、過渡的な密度ソースで入力される圧力揺動のcosθ成分（θはトーラスの小円周方向の角度）が、非局所応答においてプラズマの炉心部と端領域をつなぐ重要な役割を果たしていることを明らかにした。次に磁力線方向のイオン流速、静電ポテンシャル、イオン温度の3場からなるランダウ流体モデルに基づくコードで、密度ソースの代わりに温度シンクを加えて同様のシミュレーションを様々な条件で行ったが、RMHDシミュレーションで見られたようなプラズマの非局所応答は起きなかった。このシミュレーションを詳細に解析した結果、圧力揺動のcosθ成分が、イオン温度勾配で駆動された乱流によって散逸され、プラズマの炉心部と端領域をつなぐことができなくなっていることを明らかにした。また、上記のシミュレーションに用いられる簡約化流体モデルをジャイロ運動論モデルから厳密に導出する理論的な手法についての研究を行い、短波長の効果を考慮する際、従来の手法ではジャイロ中心変換の高次の情報が必要であったのが、新しい手法では最低次の情報で十分であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた4場モデルと3場モデルによるシミュレーションは問題なく実施できた。シミュレーション結果の解析には手間取ったものの、非局所応答が起きる基本的メカニズムと、それに乱流が及ぼす影響を明らかにすることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
4場モデル、3場モデルのシミュレーションは互いに相補的な関係にある。これらのシミュレーションで明らかにした非局所応答の基本的なメカニズムやそれに対する乱流の影響が、これらを包含する5場モデルのシミュレーションにおいても変わらないか、それとも変わるのかを明らかにしていく。また、密度ソースの与え方などを変化させ、それにより非局所応答がどのような影響を受けるのかについてもシミュレーションを行い明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
応募時の計画では高性能ワークステーションとデータ解析、可視化ソフトウェアで65万円を希望していたが、認められた助成金で物品費に使用可能であったのはこれより少なかったため、これらの導入を1年先送りした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額と翌年度分として請求した助成金とを合わせ、導入を先送りした高性能ワークステーションおよびソフトウェアの購入に使用する。それ以外には主に旅費として使用する。
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Research Products
(4 results)
