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宮戸 直亮; Scott, B. D.*; 矢木 雅敏
no journal, ,
Reduced fluid models such as Hasegawa-Wakatani model are widely used in nonlinear simulation studies of nuclear fusion plasmas. Traditionally the reduced models are derived from a more rigorous fluid model like the Braginskii model and explicit representation of the stress tensor is needed in the derivation. Although the gyroviscous term in the stress term is important for the drift wave turbulence, the calculation of the stress tensor is generally complicated. An alternative derivation through a reduced kinetic model developed by Brizard allows us to detour the complicated calculation of the stress tensor. We derive a reduced fluid model in slab geometry from a reduced kinetic model with large E
B flow velocity by Brizard's method.
Bierwage, A.
no journal, ,
The role of velocity space anisotropicity on the linear growth and nonlinear evolution of energetic particle modes and associated transport is studied using the MHD-kinetic hybrid code MEGA. For simplicity, a shifted-circle model equilibrium and slowing-down model distribution for fast ions are used. Parameters are based on a JT-60U discharge where so-called Abrupt Large Events were observed. The goal of this study is to confirm speculations made on the basis of previous simulation results. It is shown that a secondary mode near the magnetic axis is driven by counter-injected beam ions. For fixed fast ion beta, beam-like anisotropic distribution functions cause faster instability growth than isotropic distributions. Fast ion transport is also enhanced.
矢木 雅敏
no journal, ,
2012年4月よりIFERC-CSCのスパコンHeliosが本格運用を開始している。この発表ではIFERC-CSCの紹介を行うとともにこのスパコンを用いて行われる予定の核融合シミュレーション研究を紹介し、どのような成果が期待できるか展望する。幾つかの研究テーマを紹介し、IFERC-CSCを用いて初めて可能となるシミュレーションに関して議論を行う。研究会に参加している若手研究者にエンカレッジし、Heliosを利用したシミュレーション研究を推奨する。
plasma in JT-60SA白石 淳也; 相羽 信行; 矢木 雅敏
no journal, ,
JT-60SAのように高・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、到達値が制限される。したがって、RWMの安定化及び制御は重要課題の一つである。近年、プラズマ回転が有力なRWM安定化手法であることが明らかになった。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MINERVA/RWMaCを開発した。MINERVA/RWMaCの特徴として、(1)トロイダル回転が平衡を変化させる効果を取り入れることができる。(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。JT-60SA高プラズマの解析を行うため、実効的な壁形状を取り入れるようMINERVA/RWMaCを拡張した。
(
はトロイダルモード数)のRWMに対する剛体回転の効果を解析した。その結果、アルフベン周波数の2%程度の回転周波数でのRWMが安定化されること、1.5%の回転周波数でRWMの成長率が制御可能な値まで小さくなることが明らかになった。
仲田 資季; 井戸村 泰宏
no journal, ,
核燃焼プラズマ中の乱流輸送現象の物理的理解と輸送レベルの定量的評価/予測はプラズマ物理・核融合研究において最も重要な課 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解析が不可欠となる。これまで、大域的に固定された温度勾配分布を用いるdelta-fモデルや、一定の加熱入力を与える固定熱流源を用いたfull-fモデルが個別に開発されてきた。本研究では、両モデル間の熱輸送レベルの装置サイズや衝突度に関する依存性の系統的な比較を行うために、原子力機構で開発されている大域的full-fシミュレーションコードGT5Dに固定勾配熱源を新たに実装した。実装したモデルを用いた非線形シミュレーションにおいて、イオン温度勾配が平均的に固定されつつ乱流輸送過程が進行していくことを確認した。また、局所漸近極限に相当するパラメータ下での局所乱流シミュレーションコードGKVとのベンチマークテストにおいても輸送レベルの良い一致が示され、実装したモデルの健全性が確認された。
井戸村 泰宏
no journal, ,
Accuracy of momentum transport in a full-f gyrokinetic Eulerian code GT5D is examined by implementing gyrokinetic equations up to 3rd order accuracy with respect to the gyrokinetic ordering. Firstly, a momentum balance is derived from the gyrokinetic equation, and is confirmed in the ion temperature gradient driven (ITG) turbulence. A test particle momentum flux is computed including higher order drift terms and polarization terms, and its convergence is confirmed. The results suggest that conventional 1st order gyrokinetics have enough accuracy for momentum transport in the ITG turbulence.
渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏; 仲田 資季; 沼波 政倫*; 石澤 明宏*; 前山 伸也
no journal, ,
To address multi-scale turbulence simulations with high-resolutions in directions perpendicular to magnetic fields, it is necessary to parallelize perpendicular dynamics, which is solved by the spectral method with fast Fourier transform (FFT) algorithms in the GKV code. We have reported overlap methods of computations and communications for parallel 2D FFTs, and its impact on the computational costs. The results demonstrate that the integrated overlaps significantly improve strong scaling of the nonlinear EB term calculation in the GKV code. The newly-developed overlap methods are applicable if one finds independent multi-dimensional FFTs, e. g., fluid simulations including some unknowns like density, velocity and temperature.
成田 絵美; 滝塚 知典*; 林 伸彦; 井手 俊介; 本多 充; 福田 武司*
no journal, ,
Hモードプラズマにおいて、イオン温度T
に対して電子温度T
が上昇することによって熱エネルギーの閉じ込め性能が一般的に劣化することが報告されている。電子とイオンの温度比T/Tに着目したITPAのデータベース解析では、T/Tの上昇とともに閉じ込め時間改善度H
ファクタが低下する傾向が確認された。本発表ではデータベースで確認されたT/Tの閉じ込め性能への影響をシミュレーションによって調査した結果を報告する。シミュレーションは統合コードTOPICS-IBとジャイロ運動論的コードGS2を用いて行った。TOPICS-IBは乱流輸送モデルGLF23を導入して用い、乱流輸送の観点からデータベース解析の結果を検証した。電子加熱が強力となり、T/Tが上昇するとHが低下し、データベース解析と同様の結果が得られた。GS2でより詳細に乱流輸送解析を行ったところ、T/Tの上昇によってイオン温度勾配(ITG)モード/捕捉電子モード(TEM)による不安定性が促進されることが示された。この不安定性の促進がHの低下につながったと考えられる。