二次元一般座標系における荷電粒子拡散コードの開発

二维通用坐标系带电粒子扩散代码的开发

• 批准号: 12780367
• 负责人: 小田 明範
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Yatsushiro National College of Technology
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780367/
• 关键词: 慣性核融合; 荷電粒子拡散コード; エネルギー付与; 流体不安定; 流体コードとの結合; 一般座標系; 統合爆縮コード

テカルト座標系におけるz軸回りの対称性を仮定したLevermore ＆ Pomraning理論に基づく二次元一般座標系荷電粒子拡散コードを開発した。このコードにより、種々の密度・温度のプラズマ条件のもと、任意の非直交格子に対して精度良く荷電粒子のエネルギー付与密度を時間・空間依存で計算できる。このコードは計算格子が流体運動に伴い変形するLagrange型二次元流体コードとの結合を想定している。慣性核融合用の統合爆縮コードの開発が現在も大阪大学レーザー核融合研究センターを中心に続けられているが、流体部をLagrange的手法で扱う場合、燃焼計算の途中で格子の変形・ねじれ等に起因して数値計算が破綻(計算の続行が不可能となる状態)する困難な状況に直面しており、有効な解決策は見つけられていないのが現状である。計算格子を固定したEuler型流体コードではこのような問題は原理的に生じない。この観点から、Euler型流体コードとの結合を想定したデカルト座標系の二次元拡散コードを開発した。これを、平板系のプラズマを対象とした二次元流体コードと結合し、荷電粒子の振舞い(エネルギー・運動量付与)がレイリー・テイラー流体不安定性に対して及ぼす効果を解析した。荷電粒子の不安定性の安定化効果、いわゆるfire-polishing効果についても調べた。前述の解析で使用した流体コードは慣性核融合用の爆縮解析コードではなく、慣性核融合用で重要な素過程である、輻射損失等を考慮していない。より実際的な情報を得るためには、爆縮コードを用いた解析が不可欠である。今後は爆縮コードへの多次元拡散コードの組み込みを行い、同様な解析を行うことが課題である。

Levermore & Pomraning theory is based on the theory of charged particle dispersion in the general quadratic coordinate system. The density of charged particles depends on the density of time and space. The computational lattice of the Lagrangian two-dimensional fluid is composed of two elements. The development of integrated implosion for inertial nuclear fusion is currently carried out at Osaka University. The nuclear fusion research center is located in the center of Lagrange, and the fluid part is located in the middle of the combustion calculation. Computational lattices are fixed to Euler type fluids. The integration of Euler type fluid into a two-dimensional discrete coordinate system is discussed. Analysis of the effects of the vibration of charged particles on the stability of the two-dimensional fluid Stabilization effect of charged particle instability, fire-polishing effect, etc. The above analysis takes into account important processes such as fluid flow, implosion analysis for inertial fusion, and radiation losses. The information is available, and it is not available. In the future, the problem of multiple element dispersion will be solved.

项目成果

Tomoyuki Johzaki: "Two-Dimensional Diffusion Code for Calculating Alpha-Particle's Energy and Momentum Deposition in ICF Plasmas"Inertial Fusion Sciences and Applications 99(Proc.of the first International Conference, Bordeaux, 1999). 94-97 (2000)

Tomoyuki Johzaki：“用于计算 ICF 等离子体中阿尔法粒子能量和动量沉积的二维扩散代码”惯性聚变科学与应用 99（第一届国际会议议程，波尔多，1999 年）。

Tomoyuki Johzaki: "Two-Dimensional Diffusion Code for Calculating Alpha-Particle Effects in ICF Plasmas"Emerging Nuclear Energy Systems (Proc.of the 10th International Conference, Petten, 2000). 557-566 (2000)

Tomoyuki Johzaki：“用于计算 ICF 等离子体中阿尔法粒子效应的二维扩散代码”新兴核能系统（第 10 届国际会议记录，Petten，2000 年）。

Tomoyuki Johzaki: "Accuracy validation of flux limited diffusion models for calculating alpha particle transport in ICF plasmas"Nuclear Fusion. 39・6. 753-764 (1999)

Tomoyuki Johzaki：“计算 ICF 等离子体中 α 粒子传输的通量有限扩散模型的准确性”核聚变 753-764（1999）。

Tomoyuki Johzaki: "Two-Dimensional Diffusion Code for Calculating Alpha-Particle's Energy and Momentum Deposition in ICF Plasmas"Inertial Fusion Sciences and Applications 99 (Proc.of the first International Conference, Bordeaux, 1999). 94-97 (2000)

Tomoyuki Johzaki：“用于计算 ICF 等离子体中阿尔法粒子能量和动量沉积的二维扩散代码”惯性聚变科学与应用 99（第一届国际会议议程，波尔多，1999 年）。

Tomoyuki Johzaki: "Two-Dimensional Diffusion Code for Calculating Alpha-Particle Effects in ICF Plasmas"Emerging Nuclear Energy Systems (Proc.of the 10th International Conference Petten, 2000). 557-566 (2000)

Tomoyuki Johzaki：“用于计算 ICF 等离子体中阿尔法粒子效应的二维扩散代码”新兴核能系统（第 10 届佩滕国际会议记录，2000 年）。