磁気面が壊れたコアからエッジにわたる領域のタングステン不純物輸送シミュレーション

模拟从磁芯到磁面破裂边缘区域的钨杂质传输

• 批准号: 20K03908
• 负责人: 菅野 龍太郎
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03908/
• 关键词: 確率論的モデリング; モンテカルロ法; 新古典輸送; タングステン不純物; ポアソンソルバ; 不純物輸送; ドリフト運動論; モンテカルロシミュレーション

共鳴摂動磁場（RMP）により磁気面が壊れているエッジにおける不純物のクーロン衝突輸送に対して、磁場の3次元性と電場の効果に焦点を当てて引き続き研究を推進している。ここで、不純物の数密度は背景プラズマと比べ10万分の1以下であり、trace impurity approximationが成立していることを仮定している。最近の研究動向として、周辺領域における乱流現象が急速に注目を集めるようになり、本研究においても不純物輸送に対する乱流効果に関する考察が必要となってきた。そこで、準定常状態における背景プラズマの乱流などの集団現象による電磁場の時間的揺らぎの効果を不純物イオンの運動方程式における有限な大きさのノイズと解釈して扱う輸送モデリングの検討を行った。確率論の定理を応用することで、速度空間のみで不純物分布関数を考えた場合、分布の時間発展に有限な大きさのノイズが加えられても、まったく影響を与えないことが示される。これは、ある条件下で伊藤拡散過程と伊藤過程が法則の意味で一致することから言えるのであるが、粒子のブラウン運動的なランダムウォークを引き起こすクーロン衝突の効果からくる性質が、その結果と深く関係している。その理解の下で、速度空間だけでなく配置空間も考慮して、5次元位相空間における分布の時間発展を記述する運動論方程式に関しては、どのような影響を与えるのか、考察を行った。その結果、有限な大きさのノイズは、5次元位相空間における不純物分布関数のアンサンブル平均の時間発展に対して影響を与えないという理論的成果を得た。不純物輸送のモデリングに対する数理的な理解が進み、その理解に基づいて、コード開発を進めている。

In order to cope with the long-term collision and transport of impurities in the magnetic field caused by the "resonance" moving magnetic field (RMP), the three-dimensional nature of the magnetic field and the effect of the electric field are the focus of continuous research. The number density of impurities is less than 100,000. Recent research trends in the field of turbulence and rapid concentration of impurities in this study are necessary. In the quasi-steady state, the background of turbulence and the concentration phenomenon, the effect of time on the electromagnetic field, the equation of motion of impurities, the finite element solution, and the transport of impurities are discussed. The theorem of accuracy theory is applied to the case where the impurity distribution in velocity space is related to the time distribution, and the influence of the impurity distribution on the time distribution is limited. Under these conditions, the Ito dispersion process and the Ito process have the same meaning as the law. The particle motion has the same meaning as the particle motion. The equation of motion theory is related to the influence of velocity space distribution and time distribution in five-dimensional phase space. The results of finite element method and 5-dimensional phase space are obtained. Advances in mathematical understanding of impurity transport, development of the basis for understanding

项目成果

RMPを加えた領域における不純物輸送シミュレーションコード開発

开发 RMP 领域的杂质输运模拟代码

• 发表时间: 2021
• 作者: 菅野龍太郎;河村学思;沼波政倫;松岡清吉;佐竹真介
• 通讯作者: 佐竹真介

Probabilistic approach to heavy impurity transport in three-dimensional edge plasma

三维边缘等离子体中重杂质输运的概率方法

• 发表时间: 2022
• 作者: R. Kanno;S. Matsuoka;G. Kawamura;M. Nunami and S. Satake
• 通讯作者: M. Nunami and S. Satake

ドリフト運動論方程式に基づいた不純物輸送モデル開発

基于漂移动力学方程的杂质输运模型的建立

• 发表时间: 2022
• 作者: Yao Gang;Zhao Zhi-Hao;Luo Lai-Ma;Cheng Ji-Gui;Zan Xiang;Xu Qiu;Wu Yu-Cheng;菅野龍太郎，松岡清吉，河村学思，沼波政倫，佐竹真介
• 通讯作者: 菅野龍太郎，松岡清吉，河村学思，沼波政倫，佐竹真介

Monte Carlo Solver for Partly Calculating a Solution to the Poisson Equation in Three-Dimensional Curvilinear Coordinates

用于部分计算三维曲线坐标泊松方程解的蒙特卡洛求解器

• DOI: 10.1585/pfr.17.1403029
• 发表时间: 2022
• 期刊: Plasma and Fusion Research
• 影响因子: 0.8
• 作者: Ryutaro KANNO;Gakushi KAWAMURA;Masanori NUNAMI;Seikichi MATSUOKA;Shinsuke SATAKE
• 通讯作者: Shinsuke SATAKE

RMPを加えた領域における不純物輸送シミュレーションのためのモンテカルロ・ポアソンソルバー開発

开发用于 RMP 区域杂质输运模拟的蒙特卡罗泊松解算器

• 发表时间: 2020
• 作者: 菅野龍太郎;松岡清吉;河村学思;沼波政倫
• 通讯作者: 沼波政倫