プラズマ乱流におけるスケール混合を伴う構造形成

等离子体湍流中尺度混合的结构形成

• 批准号: 21K03509
• 负责人: 佐々木 真
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03509/
• 关键词: プラズマ乱流; 構造形成; スケール混合; 乱流輸送; 帯状流; ストリーマ; ドリフト波乱流; 乱流捕捉; 位相空間ダイナミクス

本研究により以下の成果が上がった。(1) 帯状流による乱流の空間孤立化・空間伝播の選択則を明らかにした。本過程は波動運動論に基づく位相空間における乱流捕捉効果により得られた。トロイダルプラズマを考える事で、帯状流は静的帯状流とGAMと呼ばれる振動ブランチを持つ。この帯状流の選択則によって、静的帯状流が駆動される場合は乱流の空間孤立、GAMが駆動される場合は乱流の弾道伝播が得られることを示した。(2)ストリーマと乱流の相互作用について、乱流捕捉効果の効果を導入した理論解析を行なった。ストリーマ構造内における乱流の捕捉を確認し、実験で観測されている乱流伝播と類似したダイナミクスを見出すことができた。(3) 帯状流と階段状分布の相互作用に新古典効果を導入することで、平均流と帯状流の相互作用の研究に進展があった。今後、詳細を論文化する予定である。(4) データ駆動科学に基づき、乱流輸送の位相ダイナミクスを抽出する手法を開発した。本手法は特異値分解(Singular Value Decomposition)をmulti-fieldに適用できる形で拡張した。開発した手法はプラズマ実験における乱流データに適用され、その有用性が確認された。本手法により、少数自由度で輸送ダイナミクスを解析することが可能となる。

The results of this study are as follows. (1)Spatial isolation of turbulent flow and selection of spatial propagation This process is based on the theory of wave motion and phase space. The vibration of the fluid is caused by the vibration of the fluid, which is caused by the vibration of the fluid. In case of turbulence, spatial isolation and GAM turbulence, the channel propagation of the turbulent flow is obtained. (2)A theoretical analysis of the effects of turbulence capture The turbulence in the structure is identified and detected. (3)Progress in the study of the interaction of sinusoidal flow and stepwise distribution In the future, detailed discussion of culture is scheduled. (4)The basic theory of turbulence transport and the method of extraction are developed. This method is applicable to multi-field applications with Singular Value Decomposition. The utility of the open method is confirmed by the application of turbulence. This method is based on a small number of degrees of freedom.

项目成果

巨視的電場存在下における帯状流・乱流相互作用

存在宏观电场时的层流/湍流相互作用

• 发表时间: 2023
• 作者: 佐々木真;仲田資季;小林達哉;河内裕一;西澤敬之;伊藤公孝
• 通讯作者: 伊藤公孝

Dynamic interaction between fluctuations with different origins in a linear magnetized plasma

• DOI: 10.1063/5.0065887
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: Y. Kawachi;S. Inagaki;M. Sasaki;Y. Kosuga;K. Yamasaki;T. Kobayashi;F. Kin;T. Yamada;H. Arakawa

深層学習による磁化不均一プラズマにおける乱流駆動輸送ダイナミクスの推定

使用深度学习估计磁化异质等离子体中湍流驱动的输运动力学

• 发表时间: 2023
• 作者: 佐々木真,麝嶋祐樹,石川遼太郎;仲田資季;小林達哉;河内裕一;荒川弘之
• 通讯作者: 荒川弘之

LSTMネットワークを用いた多スケール乱流の時系列予測

使用 LSTM 网络进行多尺度湍流时间序列预测

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐々木真、相澤カランザ正臣、皆川裕貴;中澤優樹;劉嘉辰;麝嶋裕樹;原一之
• 通讯作者: 原一之

トロイダルプラズマにおける帯状流による乱流塊の空間伝播・局在化現象

环形等离子体中层流引起的湍流质量的空间传播和局域化现象

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐々木真、仲田資季、伊藤公孝;B. F. McMillan;小林達哉;荒川弘之;J. Chowdhury
• 通讯作者: J. Chowdhury