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石井 康友; 安積 正史; 岸本 泰明
Theory of Fusion Plasmas, ISPP21, p.213 - 226, 2004/00
逆転磁気シアプラズマにおける重要な電磁流体不安定性の1つであるダブルティアリングモード(DTM)の非線形不安定化過程と、それによるDTMの爆発的成長に関して報告する。DTMの長時間成長を調べるための高精度数値シミュレーションを行うことにより、新しい非線形不安定化過程とそれに付随する新しい磁気再結合過程が存在することを明らかにした。この現象はトカマクプラズマの高性能化を阻害するディスラプション現象の解明に貢献するとともに、太陽フレア等の天体プラズマにおける未解明の爆発現象の研究に貢献する可能性がある。
Bottino, A.*; Angelino, P.*; Allfrey, S. J.*; Brunner, S.*; Hatzky, R.*; 井戸村 泰宏; Jolliet, S.*; Sauter, O.*; Tran, T. M.*; Villard, L.*
Theory of Fusion Plasmas, ISPP21, p.75 - 86, 2004/00
非線形静電的グローバルPICコードORB5は実MHD平衡において、断熱的電子応答を仮定してジャイロ運動論的Vlasov-Poisson系を解析する。最適化粒子配分法と適応幅ジャイロ平均アルゴリズムの実装により、現バージョンのコードは非常に優れて粒子・エネルギー保存特性を有する。この基本的な保存特性は数値シミュレーションの質を測る量として重要である。論文ではExB帯状流と平行速度非線形性を含めた静電的無衝突微視的不安定性のシミュレーション結果をCHEASEコードから得られた実MHD並行配位において初めて示す。
Jolliet, S.*; Angelino, P.*; Bottino, A.*; 井戸村 泰宏; Villard, L.*
Theory of Fusion Plasmas, ISPP21, p.345 - 351, 2004/00
グローバル粒子シミュレーションはイオン系乱流の時間発展を解析するうえで非常に有効な手法であるが、非常に計算コストが高い。このため、より洗練されたシミュレーションを実現するためには、さらにコードを最適化する必要がある。論文ではVlasov方程式を円柱座標(r,z)で解き、Poisson方程式を磁束座標(r,
)で解くLORB5コードに関して、どちらの方程式も単一の磁束座標(s,
)で取り扱うモデルを提案する。ここで、はstraight-field-lineポロイダル座標を示す。磁気軸での特異性を避ける手法、Cycloneパラメータを用いたベンチマークについても報告する。
徳田 伸二
Theory of Fusion Plasmas, p.87 - 102, 2002/00
トカマクのMHD安定性解析で重要な役割を果すNewcomb方程式と境界層方程式の解法の最近の発展について述べる。特に、2次元Newcomb方程式を自由境界モードに適用し、自由境界モードの安定性行列を求める方法について詳しく述べる。
岸本 泰明; J.Y.Kim*; 田島 俊樹*; W.Horton*; J.Furnish*
Theory of Fusion Plasmas, ISPP17, p.213 - 226, 1997/00
トカマクプラズマのイオン温度勾配不安定性による熱輸送を粒子シミュレーション及び理論的手法により解析した。特に熱輸送やそれを引き起こす原因となっている乱流構造に対する弱及び負磁気シアーの効果、またプラズマ回転の効果を調べた。特に負磁気シアによる輸送障壁の存在をシミュレーションで明らかにすると共に、その背景にある理論モデルを構築した。
濱松 清隆; 福山 淳*; 谷 啓二; 安積 正史
Int. School of Plasma Physics; Theory of Fusion Plasmas, p.279 - 284, 1992/00
核燃焼トカマク・プラズマの定常又は準定常運転を実現させる上で核反応生成粒子であるアルファー粒子の制御は最も重要な問題の一つと考えられている。ICRF波動によるアルファー粒子の空間分布制御の可能性を評価した。ICRF波動電場はアルファー粒子を磁力線に垂直方向に加速すると伴に磁力線に平行方向の運動量を受け渡す。この運動量の輸送はトカマクにおける粒子閉じ込めを保証するトロイダル正準角運動量の保存を破り、半径方向の粒子流束を変化させることができる。しかも、アンテナの電流位相制御により粒子流束の方向を制御することができる。ICRF波動伝播方程式と実空間上での変化頂を含むフォッカー・プランク方程式を数値解析することでアルファー粒子の空間分布を定量的に求め、ITER級のトカマクでの制御の可能性を示した。