運動論的統合モデリングによる非接触ダイバータプラズマの動的応答特性の解明

非接触ダイバータプラズマの動的応答特性の理解を目指し、シミュレーションモデル開発を継続し、初期解析を行った。モデル開発では、昨年に引き続き計算コスト削減を目指した改良を進めており、今年度は0次元モデルの数値スキームを変更し、計算時間短縮と数値的な安定性の改善を行った。これにより、高密度になると計算が不安定になる問題が改善され、熱パルス入射時の急激な密度増加に対応可能なモデルに改良できた。また、初期解析としては、中性粒子とプラズマの相互作用を取り入れたPICコードにおいて、ELMによる熱パルス入射を模擬したテスト解析を行った。ただし、この初期解析では、中性粒子0次元モデルは使用しておらず、中性粒子密度は固定している。今回の解析条件では、熱パルスにより、主に壁近傍の水素分子イオン密度が急速に増加した。パルス終了後に、上流へと広がりつつ、全体的には徐々に壁へと損失し、最終的には概ね初期状態にまで回復する結果が得られた。また、解析の結果、パルス入射後には、中性粒子を考慮しない場合にはバルク成分、熱パルスによる高エネルギー成分の2温度成分が形成されるが、今回の解析ではさらに中間の温度成分が存在し、熱パルスの一部が中性粒子との反応によりエネルギーを失っている様子が確認できた。

非接触ダイバータプラズマの動的応答特性の理解を目指し、シミュレーションモデル開発を継続し、初期解析を行った。モデル開発では、昨年に引き続き計算コスト削減を目指した改良を進めており、今年度は0次元モデルの数値スキームを変更し、計算時間短縮と数値的な安定性の改善を行った。これにより、高密度になると計算が不安定になる問題が改善され、熱パルス入射時の急激な密度増加に対応可能なモデルに改良できた。また、初期解析としては、中性粒子とプラズマの相互作用を取り入れたPICコードにおいて、ELMによる熱パルス入射を模擬したテスト解析を行った。ただし、この初期解析では、中性粒子0次元モデルは使用しておらず、中性粒子密度は固定している。今回の解析条件では、熱パルスにより、主に壁近傍の水素分子イオン密度が急速に増加した。パルス終了後に、上流へと広がりつつ、全体的には徐々に壁へと損失し、最終的には概ね初期状態にまで回復する結果が得られた。また、解析の結果、パルス入射後には、中性粒子を考慮しない場合にはバルク成分、熱パルスによる高エネルギー成分の2温度成分が形成されるが、今回の解析ではさらに中間の温度成分が存在し、熱パルスの一部が中性粒子との反応によりエネルギーを失っている様子が確認できた。