強いEB流があるときのジャイロ粘性力

Gyroviscous force in plasmas with strong EB flow

宮戸 直亮; Scott, B. D.*; 矢木 雅敏

Miyato, Naoaki; Scott, B. D.*; Yagi, Masatoshi

核融合プラズマの非線形シミュレーションでよく用いられる簡約化流体モデルは、伝統的にはより厳密なBraginskii方程式などから低周波近似等を課して導出される。この際、ジャイロ粘性を取り扱う必要があるがその計算は複雑である。これとは別に、簡約化運動論モデルの流体モーメント方程式から簡約化流体モデルを導くことができる。この導出ではジャイロ粘性の計算は不要で、逆に簡約化していない方程式と簡約化方程式を比べることでジャイロ粘性による力を求めることができる。われわれは強いEB流を含む簡約化運動論モデルの流体モーメント式から、流体モーメントの押し出し表現を介して、簡約化流体モデルを導き、それと簡約化していない流体方程式と比較してジャイロ粘性力を求めた。

Reduced fluid models are widely used for nonlinear simulations of magnetised fusion plasmas. Traditionally they are derived from more rigorous fluid model such as the Braginskii model by imposing assumptions like low frequency perturbations. In the traditional derivation, calculation of the gyroviscosity is needed and it is very complicated. Alternatively reduced fluid models can be derived from fluid moment equations of reduced kinetic models. We can bypass the calculation of the gyroviscosity in the alternative method. Recently we derived a reduced kinetic model for plasmas with large EB velocity. Based on the reduced kinetic model, reduced fluid equations are derived and the gyroviscous force is obtained by comparing the reduced equations and fluid equations without reduction.