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論文

Study of a drift wave-zonal mode system based on global electromagnetic landau-fluid ITG simulation in toroidal plasmas

宮戸 直亮; Li, J. Q.*; 岸本 泰明

Nuclear Fusion, 45(6), p.425 - 430, 2005/06

 被引用回数:20 パーセンタイル:41.03(Physics, Fluids & Plasmas)

グローバルランダウ流体コードを用いて、トカマクプラズマ中の電磁的イオン温度勾配駆動乱流-帯状モード系を調べた。トカマクプラズマにおいては、安全係数が低い領域で時間変動しない静的な帯状流が、安全係数が高い領域でgeodesic acoustic mode(GAM)と呼ばれる時間的に振動する帯状流が現れる。静的な帯状流は乱流輸送を効果的に抑制するが、振動帯状流は乱流輸送をあまり抑制しない。このため、静的帯状流が支配的となる低安全係数領域では帯状流が乱流を圧倒する。一方、高安全係数領域では、帯状流が振動するため、乱流は活発なままである。したがって、安全係数分布を制御し、帯状流の性質を変えることにより、乱流輸送を抑え、核融合プラズマの閉じ込めを改善できる可能性がある。

論文

Electromagnetic effect on turbulent transport in tokamak based on Landau fluid global simulation

宮戸 直亮; Li, J.*; 岸本 泰明

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.6, p.581 - 584, 2004/00

電磁的ランダウ流体モデルに基づくグローバルコードを用い、トカマクプラズマ中のイオン温度勾配駆動乱流の有限ベータでの非線形シミュレーションを行った。有限ベータ効果により線形成長率が減少するのに伴い、イオンの熱輸送も減少する。2種類の帯状流が観測された。一つは時間的にあまり変化しないもの、もう一つは時間的に振動するものである。振動する帯状流はベータによりあまり変化しないが、時間変化しない帯状流はベータの増加により弱まることがわかった。

論文

Interaction between small-scale zonal flows and large-scale turbulence; A Theory for ion transport intermittency in tokamak plasmas

Li, J.; 岸本 泰明

Physical Review Letters, 89(11), p.115002_1 - 115002_4, 2002/09

 被引用回数:30 パーセンタイル:21.87(Physics, Multidisciplinary)

微視的な帯状流と巨視的乱流間の相互作用に関して議論されている。鍵となる物理機構は半径方向のモード間結合として同定された。揺らぎのエネルギーは不安定な長波長領域から安定もしくは減衰する短波長モード領域に非局所的に輸送される。その結果、乱流スペクトルは大きく変形を受けるとともに非線形のパワー則から変位する。三次元のジャイロ流体イオン温度勾配モードシミュレーションを実施し、間欠的もしくはバースト的なイオン輸送挙動が観測され、トカマクプラズマにおけるITG生成帯状流に関係したスペクトル変形に関係していることが示された。

論文

Kinetic shooting code study of ballooning modes in tokamak

山極 満; 広瀬 章*; Elia, M.*

PPL-163, 22 Pages, 1997/01

MHD第2安定領域における運動論的バルーニングモードについて、固有関数の振る舞いを調べることにより、その特性を明らかにした。運動論的バルーニングモードはMHDバルーニングモードの延長上にあり、MHDモードと共存する低成長率の第2モードとの連続性はないことを示した。最近、運動論的バルーニングモードが観測されたTFTRのパラメータに対しても運動論的シューティングコードを適用し、最も速く成長するモードのトロイダルモード数および周波数が実験的観測と矛盾しないことを見いだした。また、有限ベータによる静電ITGモードの安定化ならびにITG駆動バルーニングモードの不安定化も示した。さらに、MHDバルーニングモードが安定な負磁気シア領域におけるモード安定性を調べた結果、運動論的バルーニングモードは存在するが零シア近傍に狭い安定窓をともなうことを見いだした。

論文

Kinetic shooting code study of ballooning modes in a tokamak

山極 満; 広瀬 章*; Elia, M.*

Plasma Physics and Controlled Fusion, 39(3), p.531 - 540, 1997/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:74.29(Physics, Fluids & Plasmas)

MHD第2安定領域における運動論的バルーニングモードについて、固有関数の振る舞いを調べることにより、その特性を明らかにした。運動論的バルーニングモードはMHDバルーニングモードの延長上にあり、MHDモードと共存する低成長率の第2モードとの連続性はないことを示した。最近、運動論的バルーニングモードが観測されたTFTRのパラメータに対しても運動論的シューティングコードを適用し、最も速く成長するモードのトロイダルモード数および周波数が実験的観測と矛盾しないことを見いだした。また、有限ベータによる静電ITGモードの安定化ならびにITG振動バルーニングモードの不安定化も示した。さらに、MHDバルーニングモードが安定な負磁気シア領域におけるモード安定性を調べた結果、運動論的バルーニングモードは存在するが零シア近傍に狭い安定窓をともなうことを見いだした。

論文

Poloidal shear flow effect on toroidal ion temperature gradient mode; A Theory and simulation

J.Y.Kim*; 岸本 泰明; 若谷 誠宏*; 田島 俊樹*

Physics of Plasmas, 3(10), p.3689 - 3695, 1996/10

 被引用回数:47 パーセンタイル:18.27(Physics, Fluids & Plasmas)

トロイダル粒子コードを用いて、トロイダルイオン温度勾配モードの巨視的な構造と安定性に対するポロイダルシア流の効果が理論と共にシミュレーションにより調べられた。トロイダルシミュレーションにおいては、ポロイダルシア流の大きさの増大と共にポロイダル断面におけるポテンシャル構造の非対称性と半径方向の相関距離が減少し、これらの結果は温度や密度等のプラズマ分布の空間変化を取り入れた巨視的なモード構造に対する理論と極めて良い一致を見た。

論文

Theory of self-organized critical transport in tokamak plasmas

岸本 泰明; 田島 俊樹*; W.Horton*; LeBrun, M. J.*; J.Y.Kim*

Physics of Plasmas, 3(4), p.1289 - 1307, 1996/04

 被引用回数:67 パーセンタイル:11.63(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマクプラズマにおけるイオン温度勾配(ITG)モード不安定性とそれに伴う異常熱輸送の理論及び粒子シミュレーション研究が報告されている。トカマクにおいて励起されるITGモードは、トロイダル結合の効果により径方向に広がった巨視的な構造を有する。このような巨視的なモード構造は、それに伴う乱流揺動と熱輸送に強い制約をプラズマに与え、その結果温度や密度等のプラズマ分布は臨界勾配近傍で強い自己形成現象を示すことが明らかになった。このような特徴的な熱輸送を説明する「臨界勾配モデル」が提案された。このモデルはトカマク輸送において観測される顕著な現象、(1)ボーム輸送特性、(2)分布の臨界勾配性、(3)半径方向に増大する熱拡散係数、(4)モード励起の間欠性やプラズマ分布の同一性等を統一的に説明することができる。また、熱輸送に対するプラズマ回転等の効果も議論されている。

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