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Bierwage, A.
no journal, ,
VisualStart is a unified initialization tool for hybrid (MHD+particle) codes. Its input consists of model parameters, numerical parameters, data computed by equilibrium solvers and orbit-following Monte-Carlo codes, and experimentally measured plasma profiles. It produces a complete snapshot of the plasma to be used by high-performance initial-value solvers as an initial condition. Presently, it is used to initialize two global nonlinear hybrid codes, HMGC and MEGA. VisualStart is implemented in an interpreted language (Matlab) and equipped with an interactive graphical user interface (GUI), which provides the control and visual information needed to complete the design of a kinetic equilibrium. Being an easy-to-use, unified tool that initializes different codes with the same initial condition using state-of-the-art computational techniques, VisualStart has the potential to enhance the accuracy and versatility of plasma simulation codes, and aid verification and validation efforts.
白石 淳也; 相羽 信行; 矢木 雅敏
no journal, ,
高ベータ・定常プラズマ閉じ込めを目指す高性能トカマクにおいては、不安定な抵抗性壁モード(RWM: Resistive Wall Mode)によって、到達ベータ値が制限される。したがって、RWMの安定化あるいは制御は重要な物理・工学的課題の一つである。近年の研究の進展により、プラズマ回転が有力なRWM安定化手法であると考えられている。そこで、本研究では、実形状トカマクにおいて、回転を含むRWM解析コードを開発した。RWM解析は、抵抗性壁-真空-プラズマの連成問題である。本研究では、真空及び抵抗性壁解析モジュールRWMaCを開発し、回転を含む線理想MHDコードMINERVAに実装した。本コードの特徴として、(1)トロイダル回転が磁気流体力学平衡を変化させる効果を取り込むことができる。(2)ポロイダル回転の効果を摂動的に取り入れることができる、等が挙げられる。コードの信頼性を確立するために、トロイダル回転がMHD平衡を変化させないとして、他コードとのベンチマークを行い、回転速度がアルフベン速度の数%の範囲まで、RWMの成長率が一致することを確かめた。
仲田 資季; 井戸村 泰宏
no journal, ,
核融合プラズマ中の乱流輸送現象の理解と輸送レベルの予測はプラズマ物理・核融合研究において重要な課題のひとつであり、核融合プラズマの第一原理モデルであるジャイロ運動論に基づいた非線形シミュレーションによる研究が展開されている。これまでの研究では単一の粒子種(水素もしくは重水素)のイオン系乱流、あるいは、電子系乱流を対象としていたが、実際の核融合反応を伴う燃焼プラズマに対しては、燃料イオン(重水素及び三重水素イオン),電子,不純物イオンから構成される乱流輸送現象を解析する必要がある。本研究では、これまでの単一粒子種に対するジャイロ運動論モデルを、多粒子種の取り扱いを含んだ計算モデルへと拡張し、数値計算コードへ実装した。多粒子種モデルに基づいたシミュレーションは従来の単一粒子種の場合に比べて計算コストが増大するが、粒子種に関する並列化を新たに導入することにより、計算性能を向上させた。ここで開発された多粒子種モデルは、線形安定性解析(ITG-TEM-ETGモード)のベンチマークテストによって、計算結果の健全性や計算モデルの妥当性を確認した。この結果から、燃焼プラズマ系の乱流シミュレーションに必要な格子解像度や物理パラメータ等の計算条件が明らかにした。
井戸村 泰宏
no journal, ,
Plasma transport induced by turbulent fluctuations is a key issue in improving the performance of magnetic fusion devices such as ITER. First principle simulations based on 5D gyrokinetic model are essential in understanding and predicting plasma transport. However, numerical experiments for ITER size device require further improvements in computational performance. This work presents computational techniques essential for Peta-scale gyrokientic simulations.