磁力線方向流れがもたらす磁化プラズマ乱流構造形成を３次元非接触計測で解き明かす

使用 3D 非接触式测量阐明磁力线方向流动引起的磁化等离子体湍流结构的形成

• 批准号: 20K14443
• 负责人: 山崎 広太郎
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14443/
• 关键词: 磁化プラズマ乱流; トモグラフィ計測; 流速シア; 磁化プラズマ; 乱流; 構造形成; トモグラフィ

本研究では，磁化プラズマ内部で生じる乱流が引き起こす構造形成と磁力線方向の流れシアの関係をレーザー計測やイメージング計測などの非接触計測を用いて明らかにすることを目的としている．本年度は計測により得られた投影行列からトモグラフィシステムで計測できる空間構造の制限を明らかにする手法の開発を行った．トモグラフィは線積分量などの空間的に積分したデータの集合から元の分布を推定する手法である．トモグラフィに用いる投影行列は，観測領域内の空間点における物理量と計測データの写像関係を与える表現行列である．本研究で扱うプラズマ乱流計測トモグラフィで用いる投影行列は，観測領域で発せられたアルゴンイオンの発光分布を入力として受け取り，その際に得られる視線積分発光量データを出力する写像を表す表現行列と考えることができる．したがって観測できる空間構造は投影行列の写像の性質に制限されると考えられる．そこで本年度行った研究では，観測領域で生じる発光の空間分布を表現する基底関数を写像したベクトル同士の一次独立性を用いて空間構造の分解能を評価する手法を考案した．この手法を用いることで，再構成画像のピクセル同士の独立性および任意の二次元上の直交関数系の観測領域内における独立性を判定することが可能になった．各ピクセルにおいてピクセル同士の独立性を判定した結果，計測器近傍では空間分解能が1cm程度と高く，観測領域内で計測器から最も離れる位置では3cm程度に低下することが明らかになった．また，周方向にフーリエ級数，径方向に矩形関数を用いたFRF基底関数同士の独立性を判定することで計測領域中心部(r<1cm)では周方向モード数m=3程度まで観測することができ，それより外側ではm=5程度まで観測できることが明らかになった．

This study aims to investigate the relationship between the turbulence generated in the magnetization and the structure formation and the flow direction of the magnetic field. This year, the measurement of the spatial structure of the projection array, the measurement of the spatial structure of the control limit, the development of the method A method for estimating the spatial integral of linear integrals. The projection matrix is used to measure the spatial point in the field. The physical quantity is used to measure the image relationship between the image and the projection matrix. In this study, the projection array of turbulence measurement is used in the measurement field, and the input force and the output force of the light emission distribution are obtained. The spatial structure of the projection array is restricted by the properties of the image. This year's research is aimed at examining the methods for evaluating the spatial distribution of light in the field of measurement, the spatial structure of light, and the spatial structure of light. The method is used to determine the independence of the image and the independence of the orthogonal relationship number system in the arbitrary quadratic space. As a result of the determination of the independence of each individual, the spatial resolution energy near the sensor is about 1 cm high, and the spatial resolution energy near the sensor is about 3 cm low in the measurement area. In the center of the measurement area (r<1cm), the number of square connections in the circumferential direction is m=3, and the number of square connections in the radial direction is m=5.

项目成果

Three-dimensional measurement using tomography systems in a magnetized plasma in linear cylindrical geometry

在线性圆柱几何形状的磁化等离子体中使用断层扫描系统进行三维测量

• 发表时间: 2021
• 作者: K. Yamasaki;A. Fujisawa;Y. Nagashima;C. Moon;S. Inagaki;M. Sasaki;Y. Kosuga;T. Yamada;N. Kasuya
• 通讯作者: N. Kasuya

磁化プラズマにおけるイオン速度分布関数のベイズ推定

磁化等离子体中离子速度分布函数的贝叶斯估计

• 发表时间: 2021
• 作者: 徳田悟;河内裕一;佐々木真;荒川弘 之;山崎広太郎;寺坂 健一郎;稲垣滋
• 通讯作者: 稲垣滋

PANTAプラズマにおけるモード間結合ダイナミクスの解析

PANTA 等离子体中模间耦合动力学分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 山崎 広太郎;藤澤 彰英;永島 芳彦;文 贊鎬;稲垣 滋;佐々木 真;小菅 佑輔;山田 琢磨;糟谷 直宏;井戸 毅;河内 裕一;赤司 智宏;小林 大輝;西村 大輝
• 通讯作者: 西村 大輝

トモグラフィーを用いた直線磁化プラズマの３次元構造解析

利用断层扫描技术对线性磁化等离子体进行三维结构分析

• 发表时间: 2020
• 作者: Yamamoto Takafumi;Hara Masanori;Hatano Yuji;文 贊鎬，稲垣 滋，永島 芳彦，山崎 広太郎，糟谷 直宏， 小菅 佑輔，佐々木 真，井戸 毅，山田 琢磨，赤司 智宏， 小林 大輝，西村 大輝，藤澤 彰英
• 通讯作者: 文 贊鎬，稲垣 滋，永島 芳彦，山崎 広太郎，糟谷 直宏， 小菅 佑輔，佐々木 真，井戸 毅，山田 琢磨，赤司 智宏， 小林 大輝，西村 大輝，藤澤 彰英

直線型磁化プラズマPANTAにおける揺動の3次元ダイナミクス

线性磁化等离子体 PANTA 振荡的三维动力学

• 发表时间: 2020
• 作者: 文贊鎬;稲垣滋;永島芳彦;山崎広太郎;糟谷直宏;小菅佑輔;佐々木真;井戸毅;山田琢磨;赤司智宏;小林大輝;西村大輝;藤澤彰英
• 通讯作者: 藤澤彰英