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論文

Analysis of particle pumping using SOLDOR/NEUT2D code in the JT-60U tokamak

川島 寿人; 清水 勝宏; 滝塚 知典

Contributions to Plasma Physics, 48(1-3), p.158 - 163, 2008/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:24.8(Physics, Fluids & Plasmas)

SOL/ダイバータでの粒子制御のためのダイバータ排気の理解を進め、将来装置に外挿するため、SOLDOR/NEUT2Dコードを用いてJT-60Uのダイバータ排気のシミュレーションを実施した。ダイバータ排気室内の排気粒子束や中性粒子圧力は実験計測値をよく再現し、コードの精度を確認した。この結果に基づき、能動的粒子制御のためには、より高い排気性能が必要であることを指摘した。そこで、排気効率(排気粒子束/ダイバータ部で発生する粒子束)の改善を目指したシミュレーションを行った。その結果、ダイバータ板上ストライク点と排気口間の距離の短縮やダイバータ板の仮想的垂直化などにより、排気効率が改善されることを見いだした。一方、次期装置JT-60SAでの検討は、排気口幅を狭めることにより逆流粒子束を低減し、排気効率が増大することを示した。さらに、これらの入射粒子束と逆流粒子束のダイバータ形状に対する依存性を理解するため、中性粒子挙動における各過程(電離,荷電交換,弾性散乱,解離及び再結合)のダイバータ形状やプラズマ状態(接触/非接触プラズマ)に与える効果を明らかにした。

論文

Integrated ELM simulation with edge MHD stability and transport of SOL-divertor plasmas

林 伸彦; 滝塚 知典; 相羽 信行; 小関 隆久; 大山 直幸

Contributions to Plasma Physics, 48(1-3), p.196 - 200, 2008/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:13.22(Physics, Fluids & Plasmas)

周辺部局在モード(ELM)により引き起こされるエネルギー損失に対する圧力分布の効果を、統合コードTOPICS-IBを用いて調べた。TOPICS-IBは、輸送コードに基づき、ピーリング-バルーニングモード安定性コードとスクレイプオフ層-ダイバータプラズマモデルを統合したものである。ペデスタル頂上内側の急峻な圧力勾配が、不安定性の固有関数を広げることによりELMで増幅される輸送の範囲を広げて、ELMによるエネルギー損失を増倍させることを明らかにした。シミュレーションで得られたエネルギー損失は、多装置の実験データベースに示されるように、ペデスタルエネルギーの15%以上になる。

論文

Effect of radial transport loss on the asymmetry of ELM heat flux

滝塚 知典; 大山 直幸; 細川 哲成*

Contributions to Plasma Physics, 48(1-3), p.207 - 211, 2008/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:17.28(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマクプラズマ中のELMの崩壊後のSOL-ダイバータプラズマの動的挙動を1次元PARASOLシミュレーションにより研究した。特にELMの熱流の非対称性について調べた。ELMの崩壊位置が非対称なので、両側ダイバータ板へのELM熱流は非対称になり、ダイバータ板への熱流のピーク値の非対称性は連結長の比に従って増加する。しかし、ダイバータ板への熱流入量の非対称性は小さい。径方向輸送損失があれば、熱流入量にも非対称性が生じるが、それでも損失が相当大きくてもその非対称性は大きくない。SOL電流によって運ばれる電子熱流と非対称的SOL流が運ぶ対流熱が熱流入量の非対称性を大きくしない原因である。

論文

Extension of IMPMC code toward time evolution simulation

清水 勝宏; 滝塚 知典; 川島 寿人

Contributions to Plasma Physics, 48(1-3), p.270 - 274, 2008/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:24.8(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク装置のダイバータによる粒子・熱制御を研究するため、プラズマ/中性粒子/不純物の挙動を総合的に扱うダイバータ統合コードSONIC(SOLDOR/NEUT2D/IMPMC)の開発を進めている。SONICコードの特徴は、不純物輸送に解析精度に優れたモンテカルロ法によるIMPMCコードを組み込むことである。モンテカルロ法は、モデリングの自由度に優れるものの、背景のプラズマの密度,温度は変わらないものとして、IMPMCで不純物の密度分布を計算する必要があった。しかし、プラズマと不純物は相互に強い相互作用があり、その仮定には無理があった。そこで、この欠点を解決し、IMPMCで不純物の時間発展シミュレーションを行えるように拡張する。その際、問題となるのは、テスト粒子がシミュレーションの間、増え続け、計算時間が掛かるようになることである。テスト粒子のほとんどは、主プラズマに存在し、また、ポロイダル方向に一様に分布する。このことに着目し、テスト粒子削減アルゴリズムを考案し、シミュレーションを行い、そのモデルの妥当性を検証した。これによって、時間発展を扱う統合ダイバータコードSONICの開発が可能となった。

論文

Effect of oblieque magnetic field on release conditions of dust particle from plasma-facing wall

冨田 幸博*; Smirnov, R. D.*; 滝塚 知典; Tskhakaya, D.*

Contributions to Plasma Physics, 48(1-3), p.285 - 289, 2008/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:24.8(Physics, Fluids & Plasmas)

球形ダスト粒子がプラズマ対向壁から離脱するときの条件に対する斜め磁場の効果を解析的に調べた。解析では、プラズマの磁気プレシースとデバイシースを取り入れた。デバイシース電位降下が大きいとき、壁から離脱するダスト粒子の半径は、磁場の壁入射角度が浅くなるほど、大きくなることがわかった。この半径より小さいダストだけが壁から離脱できる。一方電位降下が小さいとき、磁場の壁入射角度によっては、すべてのサイズのダスト粒子が離脱できなくなることがわかった。この解析結果は、壁から離脱するダストのサイズを、プラズマ密度,温度又は壁バイアス電位で制御できる可能性を示した。

論文

Effect of SOL decay length on modeling of divertor detachment by using simple core-SOL-divertor model

日渡 良爾*; 畑山 明聖*; 滝塚 知典

Contributions to Plasma Physics, 48(1-3), p.174 - 178, 2008/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Fluids & Plasmas)

ダイバータ領域における不純物放射損失と運動量損失を取り入れて、コア-SOL-ダイバータ(CSD)モデルを非接触ダイバータに適用できるかどうか調べた。低リサイクリング,高リサイクリング及び非接触状態の三形態をCSDモデルにより再現できた。SOL領域における密度の減衰長(dn)と温度の減衰長(dT)の比が、実験データから示唆されているように、SOL温度(Ts)の0.5乗に比例(dn/dT$$sim$$sqr(Ts))するように設定すれば、CSDモデルはB2-EIRENEの結果によく一致する。

口頭

Dynamic transport simulation including plasma rotation and radial electric field

本多 充; 福山 淳*

no journal, , 

動的輸送コードTASK/TXを新たに開発した。既存の輸送コードと異なる点は、流束・勾配関係に基づく拡散型輸送方程式を解くのではなく、慣性項を含んだ運動方程式とマクスウェル方程式を結合して直接解くことにより、速い時間スケールで起こる遷移現象やプラズマの回転を自己無撞着に記述することができるところにある。また、Hモードの形成に重要な役割を果たす径電場はプラズマ表面近傍で急激に変化するため、プラズマ表面に境界条件を置いてコアプラズマを解くだけではHモードをうまく記述することができない。そこでTASK/TXではSOLモデルを組み込むことで、コアからSOLまでのプラズマをまとめて扱うことができ、プラズマ表面での振る舞いを境界条件の仮定なしに解析できる。TASK/TXの方程式系が主要な新古典効果を記述できることを確認した後、粒子拡散が記述できているか、新古典効果はプラズマにどのような影響を与えるかなどを調べた。TASK/TXはNBIを順・逆の両方向に入射することができるため、NBI入射によるプラズマ回転や径電場形成への影響を調べ、それがJFT-2Mで観測されている実験と定性的に一致していることを確認した。

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