多粒子種グローバル運動論コードによる選択的加熱を用いた輸送制御方法の開拓

使用多粒子物种全局动力学代码开发选择性加热的输运控制方法

• 批准号: 20K03903
• 负责人: 今寺 賢志
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03903/
• 关键词: 核融合プラズマ; 乱流輸送; ジャイロ運動論; 粒子輸送; 選択的加熱; 沿磁力線座標系; GPU並列; ジャイロ運動論シミュレーション; 内部輸送障壁; 燃料粒子補給; 輸送モデリング; ニューラルネットワーク; 核融合; プラズマ科学; 大規模シミュレーション

令和4年度の主な成果は以下の2点である。(1) 選択的加熱による粒子輸送の制御グローバルなジャイロ運動論シミュレーションを行い，ITGモード乱流とTEM乱流を選択的に励起した場合の粒子輸送の差異について解析した。その結果，イオン/電子加熱によってイオン/電子温度を共に急峻にしたケースで，粒子ピンチとそれに伴う密度ピーキングが起きることを明らかにした。この粒子ピンチはイオン加熱によってイオン温度勾配のみが急峻な場合，あるいは電子加熱によって電子温度勾配のみが急峻な場合には起きないことから，選択的加熱によって粒子輸送の制御が可能であることを示唆している。(2) 沿磁力線座標系の導入とコアプラズマを対象としたグローバルなジャイロ運動論シミュレーション沿磁力線座標系をグローバルジャイロ運動論コードGKNETに導入することで，磁気面座標系や円筒座標系では解像するのが困難であった高ポロイダルモード数の不安定性をポロイダル方向に少ないメッシュ数で解像できるようにした。また，GKNETとトカマク平衡計算コードを結合するインターフェースを導入することで，従来のGKNET では扱えなかった上下非対称平衡を含むトカマク実平衡を用いたシミュレーションを可能にした。加えてそれらの検証のため，この拡張したバージョンを用いて，JT-60SA ITER-like 平衡におけるコアプラズマを対象としたグローバルなジャイロ運動論シミュレーションを行った結果，高ポロイダルモード数の線形ITG不安定性を解像するために必要なメッシュ数が，磁気面座標系を用いる場合と比較して1/94 に削減できることを実証した。

The main achievements of the fourth year are as follows: (1)Control of particle transport under selective heating conditions and analysis of particle transport differences under selective excitation conditions of ITG turbulence and TEM turbulence The temperature of the particles is very high, and the density of the particles is very high. The temperature of the particle is adjusted rapidly when the electron is heated. The temperature of the particle is adjusted rapidly when the electron is heated. The temperature of the particle is adjusted rapidly when the electron is heated. The temperature of the particle is adjusted rapidly when the electron is heated. (2)The introduction of magnetic coordinate system and cylindrical coordinate system into GKNET is difficult to solve. The number of instabilities in magnetic coordinate system and cylindrical coordinate system is difficult to solve. GKNET is a global leader. In addition to the above, JT-60SA ITER-like equilibrium analysis results show that high resolution of linear ITG instability is necessary for the analysis of magnetic plane coordinate systems in the case of 1/94 reduction.

项目成果

磁気島内部の分布形成におけるfull-fジャイロ運動論シミュレーション

磁岛内分布形成的全f回旋模拟

• 发表时间: 2021
• 作者: 武藤 幹弥;今寺 賢志;岸本 泰明
• 通讯作者: 岸本 泰明

プラズマダイナミックスを支配する微分方程式の推論

控制等离子体动力学的微分方程的推论

• 发表时间: 2023
• 作者: 今寺 賢志;永野 李央;高須 亮磨
• 通讯作者: 高須 亮磨

プラズマ現象を支配する偏微分方程式の推論アルゴリズム開発

开发控制等离子体现象的偏微分方程的推理算法

• 发表时间: 2022
• 作者: 永野 李央;今寺 賢志
• 通讯作者: 今寺 賢志

Global gyrokinetic nonlinear simulations of kinetic infernal modes in reversed shear tokamaks

• DOI: 10.1063/5.0013349
• 发表时间: 2020-09
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: Y. Ishida;A. Ishizawa;K. Imadera;Yasuaki Kishimoto;Yuji Nakamura

Full-f gyrokinetic simulation of plasma turbulence and transport barrier under ion/electron heating

离子/电子加热下等离子体湍流和输运势垒的全f回旋模拟

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Higuchi;R. Itaya;M. Tomita;H. Saito;K. Suzuki;H. Sato;K. Sato;K. Sakamoto;Kenji Imadera and Yasuaki Kishimoto
• 通讯作者: Kenji Imadera and Yasuaki Kishimoto