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松本 太郎; 岸本 泰明; 宮戸 直亮; Li, J.*
Journal of Plasma Physics, 72(6), p.1183 - 1187, 2006/12
被引用回数：6 パーセンタイル：21.5(Physics, Fluids & Plasmas)磁場閉じ込めプラズマでは、さまざまな時定数及び特徴的長さを持つ乱流揺動と、それによって二次的に生成される帯状流とが、相互作用しつつ輸送過程に影響を及ぼす。このような時空間スケールが異なる揺らぎが混在している系における輸送の解析には、シミュレーションによる再現とともに、それらの揺らぎの特性をさまざまな側面から同定し、特徴付けることが重要である。本研究では、ジャイロ流体モデルを用いた電子温度勾配(ETG)モード乱流の3次元スラブ配位シミュレーションを行い、異なる磁場及び温度勾配の条件の下で、帯状流の形成や間歇的な熱流束等の輸送特性と、揺動から得られる相関次元,確率密度関数(PDF)等の統計量との関係を明らかにした。また、電場と圧力揺動とのクロススペクトル解析から、帯状流による乱流輸送の低減が、異なる二つの素過程に起因することを明らかにした。
松本 太郎; 岸本 泰明; Li, J.*
電気学会プラズマ研究会資料 (PST-05-17), p.83 - 86, 2005/03
トカマクをはじめとする磁場閉じ込めプラズマでは、さまざまな時定数及び特徴的長さを持つ乱流揺動と、それによって二次的に生成される帯状流(zonal flows)と呼ばれる層流が、多様な揺らぎの構造を形成し、輸送現象に影響を及ぼしている。このような乱流が支配する輸送の解析には、シミュレーションによる再現とともに、乱流の特性をさまざまな側面から特徴付けることが必要である。カオス時系列解析では、揺動の時系列データ含まれる乱れ(irregularity)を生じさせる原因が、誤差や衝突的統計性(ランダム)に起因するのではなく、力学系に内在する非線形性に起因するとの観点から、系の特徴づけを行う。本研究では、ジャイロ流体モデル(1,2)と呼ばれる運動論的効果を取り入れた流体モデルを用いて、微視的不安定性である電子温度勾配(ETG)モード及びイオン温度勾配(ITG)モードの3次元スラブ配位シミュレーションを行い、異なる温度勾配とそれに伴って変化する帯状流強度の下で、電場の揺動から得られる相関次元及びリヤプノフ指数の特性を示す。
Ye, F.*; 松田 雅昌; 片野 進; 吉澤 英樹*; Belanger, D. P.*; Sepp
l, E. T.*; Fernandez-Baca, J. A.*; Alava, M. J.*
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276, p.1298 - 1299, 2004/05
被引用回数：8 パーセンタイル：41.01(Materials Science, Multidisciplinary)強磁場下の中性子散乱実験を行い、その散乱曲線からイジングスピン系のランダム磁場効果として、磁気クラスターによるフラクタル構造の証拠を得た。計算機シミュレーションを別途行った結果、実験との良い対応が得られた。
松本 太郎; 岸本 泰明; Li, J.
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.6, p.597 - 600, 2004/00
トロイダルプラズマの輸送機構解明のために、近年統計力学的手法を用いた実験解析によるプラズマ乱流構造の同定が試みられている。国内のCHS及び米国のTEXTOR等の装置における計測データの解析により、プラズマが内在する自由度及び決定論的統計性が加熱手法及びプラズマの自律性(帯状流形成等)による状態変化を反映していることが明らかとなりつつあるが、統計量から乱流構造を同定するに十分な知見は得られていない。本研究では、乱流プラズマの統計量と乱流構造の関係を明らかにすることを目的として、電子温度勾配(ETG)乱流のジャイロ流体シミュレーションを行った。ETG乱流プラズマにおける電場の時系列データに対して、自己相関関数及びフラクタル次元等の解析を行い、温度勾配及び磁気シアーの変化,帯状流形成の有無等の乱流構造の変化に対する影響を系統的に明らかにした。温度勾配が強く磁気シアーが弱いため明瞭な帯状流が形成された場合、自己相関関数が0となる自己相関時間が1桁増加することが明らかにされた。これは系を支配する時定数の増大に対応する。また、帯状流形成及び磁気シアーの増大により相関次元が減少するが、これは内在する自由度の減少と対応している。さらに、乱流状態の確率密度関数において、大振幅領域にガウス型から逸脱が明らかとなった。これは間歇的に生じる大規模な熱流束と関連する可能性がある。
羽田野 祐子*; 羽田野 直光*; 天野 光; 上野 隆; Sukhoruchkin, A. K.*; S.V.Kazakov*
Atmospheric Environment, 32(14-15), p.2587 - 2594, 1998/00
被引用回数：14 パーセンタイル：39.4(Environmental Sciences)大気中エアロゾルの拡散に対する新しいモデルを提唱した。このモデルは風によるエアロゾルの拡散と再浮遊、および重力による沈降を考慮にいれた移流方程式で表されている。風速の時間ゆらぎがフラクタル的相関を持っていることが大きな特徴である。このモデルをもとにして、チェルノブイル事故炉周辺数十km範囲内での大気中の放射性核種濃度の長期的時間変化を予測できる。モデルによる予測は、過去10年間にわたる大気中濃度についての
Cs等の実測値と非常に良い一致を示している。
高瀬 博康*; PeterGr*; Kathery*; 深谷 友紀子*
PNC TJ7281 96-002, 168 Pages, 1996/03
放射性廃棄物地層処分システムの性能を測る尺度として最も重要なものの一つは、処分場から放出された放射性核種の生物圏への最大放出率である。また、この最大放出率は実際には少数の支配的な移行経路によって規定される場合が多いことが広く認識されつつある。従って、顕著な不均質性を有する透水係数場、特に地下水流動におけるいわゆるチャンネリング挙動を支配すると考えられる透水係数の空間的な相関構造を正確に把握することが極めて重要な課題となる。しかしながら、地層の有する不均質性を詳細に知るという必要性は、サイト全体を網羅して実施可能な透水係数測定の点数に必然的に限りがあることと明らかに矛盾するものであり、この様な情報の不足に起因する推定の自由度あるいは不確実性の存在は良く知られた「逆問題」において系の状態が不定になるという状況を作り出す。この様な困難を打開するためには、不確かさを網羅する多数の統計的なRealizationを作成することを可能とするテンプレートの使用が不可欠である。これまでに開発・適用されてきた種々の地質統計学的な手法は、透水係数の空間的な自己相関モデルという形式でこの様なテンプレートを提供しようとするものである。本研究で用いる自己アファインフラクタルモデルはこの様な地質統計学的モデルの一種であり、バリオグラムと呼ばれる統計量の空間的なスケール特性をべき乗則で与えるものであることが特徴である。
北村 正史*
PNC TJ1281 94-004, 181 Pages, 1994/02
不均質多孔質媒体中の核種移行は、しばしば、チャンネリングやフィックの法則に従わない分散挙動といった複雑なふるまいをみせる。これは、この様な系では微視的な流速分布が決して均一あるいは正規分布の様な理想的なものとはならないためである。これらの挙動は、核種移行についての最も速い経路を規定し、このため当該領域の周辺への核種放出率を支配するものとなり得る。つまり、性能評価研究の観点からは、これらの「平均からずれた」核種挙動を定量的に取り扱うことが極めて重要となる。本研究では、昨年度に引き続き、統計的に自己アファインなフラクタル理論に基づき岩体中の不均質性とこれが核種移行挙動に及ぼす影響についての検討を行った。今年度は、まず、既存のAFFINITY-2Dコードに対して幾つかの改良を施したMACRO-AFFINITYコードを作成した。MACRO-AFFINITYコードでは、AFFINITY-2Dコードで個々に独立した形で用いられていた各モジューニを統合化することによって、プログラムの詳細に係る技巧的な部分に煩わされることなく一連の解析が効率的に実行可能となった。また、AVS(Advanced Visualisation System)の利用により、計算経過をリアルタイムで見ることのできるグラフィカルユーザーインターフェイスが整備された。更に、作成されたMACRO-AFFINITYコードを用いて次の様な検討を行った。(i)非等方的なフラクタル透水係数場の作成方法(ii)不均質多孔質媒体中物質移動試験の結果との比較(iii)東濃サイトの透水係数のデータとの比較によるフラクタルスケール則の検証(iv)線型あるいは非線型の吸着、及びコロイド移行を考慮することのできるパーティクルトラッキングアルゴリズム(v)ニアフィールド母岩中の核種移行挙動のシミュレーション
小林 雅道*; 吉岡 俊典*; 小笹 健仁*; 田代 孝二*; 鈴木 淳市; 舩橋 達; 和泉 義信*
Macromolecules, 27(6), p.1349 - 1354, 1994/00
被引用回数：44 パーセンタイル：84.81(Polymer Science)幾つかの有機溶媒中に分散したシンジオタクチックポリスチレンの物理ゲルの分子凝集構造を中性子小角散乱により観測した。散乱曲線はフラクタル構造からの理論曲線によりフィッティングされ、相関長、フラクタル次元が決定された。散乱曲線は、溶媒により大きな変化を示し、クロロホルム中性子のゲル構造はオルトジクロロベンゼンやカーボンテトラクロライド中の構造と異なることが明らかとなった。これはクロロホルム中では高分子のTTGG構造の存在が他の溶媒中と比較してはるかに少ないことを意味する。
鈴土 知明
Nuclear Science and Engineering, 113, p.145 - 160, 1993/02
被引用回数：12 パーセンタイル：74.46(Nuclear Science & Technology)カオスの特徴量の1つであり、アトラクターのフラクタル次元に等しい情報次元は非線形システムの時間発展の漸近的ふるまいを決定する。この量の炉雑音解析への応用を提案し、特に、出力振動への応用の可能性をしらべた。出力振動がリミット・サイクルを形成している場合には、情報次元は独立な振動モードの数に等しい。よってそれは直観的にわかりやすい量である。解析用のデータとしては、BWRの振動モデルから得られたシミュレーション・データとNSRRから得られた実データを用いた。結果として、いずれの場合もこの方法の有効性が示され、線形的な方法を用いた場合よりもより詳細に解析できることがわかった。
鳥居 建男*; 阿部 裕稀*; 佐々木 美雪; 眞田 幸尚
no journal, ,
自己相似形のフラクタル形状であるSierpinskiの四面体形状の放射線検出器を開発している。正四面体の放射線センサーをユニットとして、16個のGAGGシンチレータをSierpinskiの四面体形状に配置しセンサー間に重金属を充填した。3次元的な配置から、あらゆる方向からの放射線の入射に対して効率よく計数する。16個のシンチレータの全計数率は入射方向に対してほぼ同感度であるにも関わらず、個々のシンチレータの計数率から放射線の入射方向の特定が可能となる。本発表では、前回の発表をもとに新たに開発整備した測定器の
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線源を用いた特性試験とフィールド測定結果について報告する。
