境界層プラズマにおける流体方程式の解法の比較

Basic comparison of the numerical method to solve fluid equations for SOL/divertor plasma

巽 瞭子*; 本間 裕貴; 矢本 昌平*; 高原 啓輔*; 石橋 和大*; 畑山 明聖*

Tatsumi, Ryoko*; Homma, Yuki; Yamoto, Shohei*; Takahara, Keisuke*; Ishibashi, Kazuhiro*; Hatayama, Akiyoshi*

ITERや原型炉など高出力のプラズマ核融合装置開発を念頭に、今後さらに信頼性の高いプラズマ輸送シミュレーションコード開発と輸送モデル高度化が求められる。これまで、周辺領域における核融合プラズマ流体方程式は主に次の2つの解法で扱われてきた:(1)SOLPSやSONICなどにおける有限微分法。(現在は空間について2次元で扱っている。空間3次元化によるモデル高度化は計算量の増大がネックとなっている。)(2)EMC3やE3Dなどにおけるモンテカルロ法。(テスト粒子を用いたモンテカルロ法によって流体方程式を解く。空間3次元化によるモデル高度化は比較的容易であるが、適切な境界条件の設定が難しい。)本研究では上記有限微分法とモンテカルロ法によるプラズマ流体方程式解法のベンチマークを行うと共に、モンテカルロ解法の適切な境界条件の設定について体系的に明らかにすることを目標とする。1次元問題のベンチマークテスト計算の結果、密度・モーメンタム・エネルギー保存の式それぞれにおいて、有限微分法とモンテカルロ法による解の良好な一致が得られた。

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