Study on stabilization of plasma using chaos theory

利用混沌理论研究等离子体稳定性

基本信息

  • 批准号：
    20K03895
  • 负责人：
    福山 隆雄
  • 金额：
    $ 2.75万
  • 依托单位：
    Nagasaki University
  • 依托单位国家：
    日本
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 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

项目摘要

本研究の最終年度前年度応募により，新課題（23K03355：プラズマ中の同期現象の究明とカオス制御への応用）に採択されたため，本研究を再構築して発展させるために，当初の計画より1年間短縮する。本研究は，当初の予定を超えた速さで進展させることができた。最終年度においては，時間遅れフィードバック法を電離波動系のカオスやリミットサイクルに適用し，カオス制御や新規の現象の発見という成果を得ることができた。さらに，高性能のハイスピードカメラを用いることによって，プラズマジェットの性質を調べ，2本のプラズマジェットの相互作用について研究し，相互作用によるプラズマジェットの動的挙動に関する成果を得ることができた。研究期間全体を通じて実施した研究成果について記載する。本研究では，カオス理論に着目をしてプラズマを安定化する研究を進めた。カオス状態の電離波動に，外力やシンプルなフィードバックを印加することで振動が周期化すること，あらかじめフィードバックを印加されている系は，そうでない系と比べて，より小さな外力によって振動が周期化すること，そして，汎用的にカオスを制御するために，時間遅れフィードバック法（ピラガス法）を適用して，系が同期することによって振動が周期化すること等を明らかにした。また，電離波動の研究で得られた知見を活用して，大気圧プラズマの安定化に取り組んだ。その結果，火花放電における光の変動を時空パターンとして測定し，火花放電が合体することによって，それぞれの火花放電の光の変動が安定化すること，続いて，ヘリウムプラズマジェットの発光をハイスピードカメラで観測し，2つのプラズマジェットが相互作用することによって，明滅のリズムが同期することを明らかにした。これらの研究成果については，5本の査読付き英語論文，9件の学会発表等に結実している。
This study の final year before year 応 raise に よ り, new task (23 k03355: プ ラ ズ マ phenomenon in the same period の の investigate Ming と カ オ ス suppression へ の 応) に mining 択 さ れ た た め, this study を to construct し て 発 exhibition さ せ る た め に, original の plan よ り 1 years shortening す る. This study を was originally scheduled to progress at a を superえ た rate さで させる た とがで た た. Final year に お い て は, time 遅 れ フ ィ ー ド バ ッ ク method を ionization wave is の カ オ ス や リ ミ ッ ト サ イ ク ル に applicable し, カ オ ス suppression や new rules の phenomenon の 発 see と い を う achievements have る こ と が で き た. さ ら に, high-performance の ハ イ ス ピ ー ド カ メ ラ を with い る こ と に よ っ て, プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト の nature を べ, 2 this の プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト の interaction に つ い し て research, interaction に よ る プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト の 挙 of move に masato す を る achievements have る こ と が で き た. During the research period, all を and じて implemented た. The research results に に て て て recorded する. This study で は, カ オ に ス theory with mesh を し て プ ラ ズ マ を stabilization す を る research into め た. の ionization wave に カ オ ス state, external force や シ ン プ ル な フ ィ ー ド バ ッ ク を Inca す る こ と で vibration が periodization す る こ と, あ ら か じ め フ ィ ー ド バ ッ ク を Inca さ れ て い る は, そ う で な い department と than べ て, よ り small さ な force に よ っ て vibration が periodization す る こ と, そ し て, The universal に カ オ ス を suppression す る た め に, time 遅 れ フ ィ ー ド バ ッ ク method (ピ ラ ガ ス method) を applicable し て, of the same period が す る こ と に よ っ て vibration が periodization す る こ と を such as Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0, research on ionization wave <s:1> で obtained られた insights を Utilization of また て, atmospheric pressure プラズ stabilization に taken from the また group んだ. そ の as a result, the spark discharge に お け る light の - move を space-time パ タ ー ン と し て し, spark discharge が fit す る こ と に よ っ て, そ れ ぞ れ の spark discharge の light の - move が stabilization す る こ と, 続 い て, ヘ リ ウ ム プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト の 発 light を ハ イ ス ピ ー ド カ メ ラ で 観 し measurement, 2 つ の プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト が interaction す る こ と に よ っ て, flicker の リ ズ ム が period す る こ と を Ming ら か に し た. <s:1> れら <s:1> research achievements に に る て て て, 5 <s:1> research 読 papers on <s:1> English papers, 9 <s:1> society release forms, etc. Youdaoplaceholder4 achievements て る る.

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Development and Construction of a General-Purpose System to Control Chaos in a Laboratory Plasma
实验室等离子体混沌控制通用系统的开发和构建
  • DOI：
    10.1585/pfr.17.1201002
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Plasma and Fusion Research
  • 影响因子：
    0.8
  • 作者：
    FUKUYAMA Takao;NISHIDA Naoki
  • 通讯作者：
    NISHIDA Naoki
Periodicity due to Coalescence of Atmospheric Pressure Discharge
由于大气压力排放合并而产生的周期性
2つの大気圧プラズマの相互作用が織りなす力学的挙動
两个大气压等离子体相互作用产生的机械行为
  • DOI：
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    福山 隆雄;宮﨑 啓介;山口 雄史
  • 通讯作者：
    山口 雄史
プラズマ中で観測されるカオス軌道の周期化に関する研究
等离子体中观测到的混沌轨道周期化研究
  • DOI：
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    福山 隆雄;山口 莉奈;宮﨑 啓介
  • 通讯作者：
    宮﨑 啓介
時間遅れフィードバックによる電離波動中のカオス制御
使用延时反馈的电离波期间的混沌控制
  • DOI：
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    T. Fukuyama;K. Miyazaki;福山 隆雄，松瀬 光希，小川 晴香;福山 隆雄，末吉 悠太郎，西田 直輝
  • 通讯作者：
    福山 隆雄，末吉 悠太郎，西田 直輝
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福山 隆雄其他文献

多変数射影演算子法に基づくサブグリッドスケール項の評価とモデリング
基于多元投影算子方法的亚网格尺度项评估与建模
  • DOI：
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    福山 隆雄;小川 晴香;山口 雄史;前山伸也
  • 通讯作者：
    前山伸也
溶媒の電子状態を取り込んだ分子動力学計算と生体分子への応用
结合溶剂电子态的分子动力学计算及其在生物分子中的应用
  • DOI：
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    福山 隆雄;小川 晴香;山口 雄史;前山伸也;渡邉宙志
  • 通讯作者：
    渡邉宙志

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立即体验

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Investigation of synchronized phenomena and its application to chaos control in a laboratory plasma
同步现象的研究及其在实验室等离子体混沌控制中的应用
  • 批准号：
    23K03355
  • 财政年份：
    2023
  • 资助金额：
    $ 2.75万
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

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電離波動の非線形伝播
电离波的非线性传播
  • 批准号：
    X00090----255108
  • 财政年份：
    1977
  • 资助金额：
    $ 2.75万
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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