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非等方圧力分布を持つプラズマの三次元MHD平衡及び安定性解析

各向异性压力分布等离子体三维MHD平衡与稳定性分析

基本信息

批准号：
10780309
负责人：
市口勝治
金额：
$ 1.47万
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 Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

圧力を非等方にすると粘性の効果が現れる.そこで本年度では、この粘性が三次元平衡の安定性にどのように影響するかについて数値的に調べた.また、同様の散逸的性格を持つ垂直方向の熱伝導の効果についても同時に調べた.計算手法としては、簡約化MHD方程式に基づく線型安定性コードRESORMを利用した.ここで用いている簡約化MHD方程式は、オームの法則、渦度の方程式、状態方程式の3つの方程式から成り立っており、渦度の方程式および状態方程式に拡散型の粘性項および熱伝導項をそれぞれ加えることによって、これらの散逸の効果を調べた.このとき、粘性項は四階の動径方向微分を含むため、そのまま計算すると五重プロック対角行列の逆行列の計算が必要になり、計算領域と計算時間において大きなロスを生じる.そこで、この項を分離する方法を採用し、もともとのRESORMコードで採用されている三重ブロック対角行列だけで計算できるようにした.計算は、理想交換型モードに対して不安定な平衡において、理想モードと抵抗性モードの両方に対して行った.その結果、粘性および熱伝導の両方とも両者に対して大きな安定化効果を持つことが得られた.特に、ヘリカル系プラズマの実験においてよく観測されている異常輸送の範囲の粘性および熱伝導係数の値において、大きな成長率の減少が見られる.このことから、この粘性および熱伝導の散逸効果が、CHS装置やLHD装置おいて観測されているメルシエ不安定領域での安定なプラズマの存在を説明するメカニズムの侯補といえる.また、粘性と熱伝導の安定化の違いとして、粘性だけでは交換型モードを完全に安定化することはできないが熱伝導だけでも完全に安定化することができること、また、粘性は流れ関数のモード構造を動径方向に広げる効果があるの対し、熱伝導の方はプラズマ圧力のモード構造を広げる効果があることが得られた.

Pressure is not equal to the square, viscosity and effect. This year, the viscosity and stability of the three-dimensional equilibrium are affected by the adjustment of the number of values. The same kind of dissipation character is maintained in the vertical direction and the heat conduction effect is simultaneously adjusted. Computational techniques are used to reduce the MHD equation to linear stability. The simplified MHD equation is used to adjust the dispersion effect of the viscous term and the thermal conduction term in the equation of state. The fourth-order radial derivative of the viscous term includes the necessary calculation of the inverse of the five-fold angular matrix, the calculation domain, and the calculation time. The method of separating the two terms is to use the triple angle method of separating the two terms. Calculation of the ideal exchange model for unstable equilibrium conditions, ideal exchange model for resistance conditions As a result, the viscosity of the film is too high for thermal conduction, and the film is too low for thermal conduction. In particular, the viscosity and thermal conductivity of the abnormal transport range in the transport system are reduced due to the decrease in the growth rate. The viscosity of the gas, the heat conduction and dissipation effect of the gas, the CHS device and the LHD device are measured and explained. The stability of viscous fluid and thermal conductivity is completely stabilized.