ジャイロ運動論モデルによるトカマク乱流の第一原理シミュレーション

First principle simulations of tokamak micro-turbulence based on gyrokinetic model

井戸村 泰宏   

Idomura, Yasuhiro

核融合プラズマの性能はプラズマ中に発生する乱流がもたらす粒子や熱の拡散により決まっており、その抑制・制御は核融合エネルギーの研究開発における重要な研究課題の一つである。核融合プラズマ乱流の問題は電子スケール乱流(約0.1mm,10ns),イオンスケール乱流(約5mm,500ns)に大別でき、それと乱流輸送に伴う分布形成(約10cm,10ms)という異なるスケール間の相互作用によって現象の全体像が与えられる。これまでの研究開発により、これらのスケールを分離してそれぞれ独立に取り扱う単一スケールDNSが実現し、電子スケール乱流,イオンスケール乱流、それぞれの定性的描像が見えてきた。また、近年の急速なスーパーコンピュータの発展に伴い、より定量的な乱流輸送の評価を目指したマルチスケールDNSも視野に入りつつある。講演では、これまでの単一スケールDNSで得られた成果を紹介するとともに、今後のマルチスケールDNSへ向けた核融合プラズマ乱流シミュレーション開発の取り組みを紹介する。

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