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論文

Edge radial electric field formation after the L-H transition on JT-60U

神谷 健作; 松永 剛; 本多 充; 宮戸 直亮; 浦野 創; 鎌田 裕; 居田 克巳*; 伊藤 公孝*; JT-60チーム

Contributions to Plasma Physics, 54(4-6), p.591 - 598, 2014/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:35.23(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60U装置において観測されたL-H遷移における径電場構造について報告する。本発表では、無次元量であるポロイダルマッハ数に着目し、通常のトカマク型装置において観測される閉じ込め時間よりも十分短い時間スケールのL-H遷移現象とJT-60Uで観測される閉じ込め時間程度の長い時間スケールのL-H遷移現象を比較する。さらに、長い時間スケールのL-H遷移に続いて観測されるHモード中における短い時間スケールの多段階電場遷移のメカニズムについて、同一条件でもHモード中の多段階電場遷移現象の無い場合とプラズマ分布や乱流状態を詳細に比較することで、その発生条件を探り、また理論モデルとも比較する。

論文

Simulation study of nonlocal transport from edge to core in tokamak plasmas

矢木 雅敏; 松山 顕之; 宮戸 直亮; 滝塚 知典*

Contributions to Plasma Physics, 54(4-6), p.363 - 367, 2014/06

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

In this work, the simulation study of nonlocal transport from edge to core in tokamak plasmas has been performed using 4-field reduced MHD model. The cylindrical particle source is applied in the plasma edge, after the steady state of resistive ballooning turbulence is attained. After a short time, the source is switched off and the plasma response is investigated. It is found that applying the particle source induces (0,0) and (1,0) modes of density fluctuations, where ($$m,n$$) indicates the set of poloidal mode number $$m$$ and the toroidal mode number n. These modes interact with each other by the nonlinear and/or toroidal couplings. The convective cell mode such as (1,0) mode is attributed to the nonlocal transport instead of the long-range fluctuation such as (1,1) mode excited by the turbulence. The simulation result indicates that two-dimensional transport in the poloidal plane plays a key role to describe the nonlocal transport.

論文

Development of the backflow model for simplified impurity exhaust in Monte-Carlo calculation

星野 一生; 清水 勝宏; 川島 寿人; 滝塚 知典*; 仲野 友英; 井手 俊介

Contributions to Plasma Physics, 54(4-6), p.404 - 408, 2014/06

 被引用回数:14 パーセンタイル:64.41(Physics, Fluids & Plasmas)

ダイバータプラズマシミュレーションにおいて不純物ガス輸送をモンテカルロ法で扱う場合、サブダイバータ領域における時定数が長いため、シミュレーションの収束に必要な計算時間が増加することが問題となる。そこで、サブダイバータからダイバータへの逆流量を事前に求めガスパフソースとして扱うことで、サブダイバータ領域における計算を省略することのできる逆流モデルを開発し、計算時間を大幅に短縮させた。開発したモデルを実装したダイバータコードSONICを用いて、JT-60SAの完全非誘導電流駆動シナリオの成立性について調べた。Arガスパフを行うことで、電子サイクロトロン電流駆動に必要な低密度(スクレイプオフ層の赤道面で1.2$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$)と低ダイバータ熱負荷(10MW/m$$^2$$)が両立でき、完全非誘導電流駆動シナリオが成立することを示した。

論文

Integrated simulation study of ELM pacing by pellet injection in ITER

林 伸彦; 相羽 信行; 滝塚 知典*; 大山 直幸

Contributions to Plasma Physics, 54(4-6), p.599 - 604, 2014/06

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

Simulations with an integrated code TOPICS-IB showed that a small pellet can significantly reduce the ELM energy loss by penetrating deeply into the pedestal and triggering high-n ballooning modes localized near the pedestal top, with conditions; the injection from the low-field-side with a speed fast enough to approach the pedestal top when the pedestal pressure is about 95 % of natural ELM onset. The effectiveness of the above suitable conditions of pellet injection for ELM pacing has been confirmed by JT-60U and then ITER simulations. The pellet particle content required for ELM pacing is larger for the pedestal plasma with higher density and farther from the stability boundary of ideal ballooning mode near the pedestal top. For an ITER standard scenario, the required pellet particle content is about a few % of pedestal particle content, which gives the physics background to the present design value. Simulations also shows that fueling pellets can be injected from the high-field-side just after ELM pacing pellets without disturbing the pacing.

論文

Simple and fast Poisson solver with arbitrary boundary shape and condition for PIC simulation

滝塚 知典*; 東 修平*; 福山 淳*; 清水 勝宏

Contributions to Plasma Physics, 54(4-6), p.388 - 393, 2014/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:6.89(Physics, Fluids & Plasmas)

Particle-in-cell(PIC)粒子シミュレーションは核融合装置における境界プラズマの物理を理解するための強力な手法である。長方形容器中の直交格子を扱うPoissonソルバーは非常に高速であるが、複雑なダイバータ配位のシミュレーションには簡単には適用できない。この論文では、PICシミュレーションのための任意境界形状と条件を取り扱える単純で高速のPoissonソルバーを提案する。このソルバーでは境界点が重要であり、その点上で電荷密度が適切に与えられ、境界条件が満たされる。開放系の粒子シミュレーションでは、時間ステップ内に粒子が自由に運動しているか境界壁に当たるかを識別する必要がある。PICシミュレーションで粒子位置が境界を越えたかどうかを判別する新手法も提案する。

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