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河合 智賀*; 井戸村 泰宏; 小川 雄一*; 山田 弘司*
Physics of Plasmas, 27(8), p.082302_1 - 082302_11, 2020/08
被引用回数：2 パーセンタイル：6.31(Physics, Fluids & Plasmas)弱磁気シアにおける大域的ジャイロ運動論モデルに基づいてトロイダル電子温度勾配駆動(ETG)乱流を調べた。大域的分布効果のために高トロイダルモード数nのトロイダルETGモードは外側の磁気面で励起され、強い線形分散をもたらす。この結果得られる非等方な波-乱流境界とエネルギー逆カスケードが帯状流の自己組織化を生成する。これは大域的ジャイロ運動論モデル特有の機構である。この自己組織化はランダムノイズによって初期化した減衰乱流とトロイダルETG乱流の両方で確認された。また、イオン電子温度比と乱流強度が決める臨界パラメータによってこの自己組織化過程が帯状流と等方的渦を生成することも示した。
井戸村 泰宏
Physics of Plasmas, 26(12), p.120703_1 - 120703_5, 2019/12
被引用回数：5 パーセンタイル：33.86(Physics, Fluids & Plasmas)本論文では大域的full-fジャイロ運動論シミュレーションを用いてイオン温度勾配駆動(ITG)乱流が支配的な水素(H)および重水素(D)のLモードプラズマにおける水素同位体と規格化ジャイロ半径
の影響を示す。断熱応答電子を用いたイオン加熱数値実験では、エネルギー閉じ込め時間はBohm的なスケーリングで決まり、水素同位体質量依存性は見られない。運動論的電子を用いた電子加熱数値実験は電子からイオンへの衝突性エネルギー移行に対する同位体効果に起因する明確な同位体質量依存性を示し、約1.4倍の加熱パワー比でH, Dプラズマは同様のイオン,電子温度分布を示す。H, Dプラズマの規格化無衝突イオンジャイロ運動論方程式はが同じ場合に等価となり、ITG乱流に対する衝突効果も弱い。このため、水素同位体質量依存性は主にスケーリングと加熱源によって決まる。
河合 智賀*; 井戸村 泰宏; 前山 伸也*; 小川 雄一*
Physics of Plasmas, 24(4), p.042303_1 - 042303_13, 2017/04
被引用回数：2 パーセンタイル：10.61(Physics, Fluids & Plasmas)ジャイロ運動シミュレーションとHasegawa-Mima (HM)方程式に基づいてスラブ電子温度勾配駆動(ETG)乱流の自己組織化を調べた。自己組織化乱流構造のスケールと異方性は、Rhinesスケールと、HM方程式の断熱応答項によって与えられる特徴的なスケールによって変化する。前者は線形波分散と非線形乱流カスケードの競合によって決定され、後者は乱流カスケードが妨げられるスケールとして与えられる。これらのスケールは、密度勾配、温度勾配、イオンと電子の温度比などのプラズマパラメータによって制御される。プラズマパラメータに依存して、ETG乱流は大きく異なる輸送レベルを与える等方的乱流、もしくは、帯状流のいずれかを示すことがわかった。プラズマパラメータにかかわらず変調不安定性が帯状流を励起するが、最終的な乱流構造は自己組織化過程によって決定される。
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。
井戸村 泰宏
no journal, ,
ジャイロ運動論的トロイダル5次元full-fオイラーコードGT5Dを用いてイオン加熱,電子加熱条件の水素(H), 重水素(D)プラズマの数値実験を実施した。イオン加熱数値実験におけるエネルギー閉じ込め時間は水素同位体質量に依存せず、プラズマサイズスケーリングがBohmスケーリングを与える。一方、電子加熱数値実験は明瞭な水素同位体質量効果を示した。ここで、プラズマサイズスケーリングに加えて、電子からイオンへの衝突性エネルギー移行の水素同位体質量依存性がイオン熱輸送チャネルの増大することで全体の水素同位体スケーリングに寄与する。H, Dプラズマにおける系統的な加熱パワースキャンではHとDの加熱パワー比が1.4倍でほぼ同じイオン、電子温度分布が示された。これらの結果は、イオン加熱,電子加熱条件のLモード実験における水素同位体スケーリングと定性的に一致する。
