核融合プラズマにおける2流体効果の理論解析

聚变等离子体中二流体效应的理论分析

• 批准号: 14658137
• 负责人: 石田 昭男
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14658137/
• 关键词: 核融合プラズマ; 2磁気流体モデル; 平衡; シアのあるトロイダル流; シアのあるポロイダル流; 楕円型・双曲型遷移条件; 2流体効果

14年度の研究では、均一密度の2流体モデルを用いて軸対称平衡を解析した。イオン圧力勾配ドリフトと電場ドリフトとの比を表す2流体効果指数を導入して、物理量が変化する特性長が小さくなるほど、ベータ値が高くなるほど、イオンドリフト速度が反磁性ドリフト速度に近くなるほど2流体効果が重要になることを見出した。これは閉じ込め改善モードであるHモードや内部熱障壁では2流体効果が無視し得ないことを意味している。この結果を受けて本年度の研究では、均一密度の仮定を緩めることが最も重要な次のステップであると判断して、不均一密度でかつ流れのある2磁気流体の軸対称平衡の定式化を実施し、新しい知見を得た。また、初歩的な数値解析と新しい差分法の開発を行った。平衡状態において散逸が重要でないとき、各成分流体のエントロピー、一般化エンタルピー、ポロイダル流束の流れ関数は、一般化運動量の回転(渦)に関する面関数Ψ_α(α=e,i)の任意関数として表され、平衡方程式は電子とイオン流体の面関数Ψ_e、とΨ_iの連立2階偏微分方程式に帰着する。イオン流体の圧縮性に起因して、平衡方程式が楕円型となるのはイオンのポロイダル流速が音速より遅い場合に限られる。これは磁場のない極限への接続性がよく、従来の1流体モデルの結果と異なる新しい成果である。第13回土岐国際会議(03年12月)に発表され、プロシーデングへの掲載が決定された。高ベータ実験では中性粒子ビーム入射は不可欠で、入射に伴う大きなトロイダル流が観測されているが、現在のところトカマクを含めて精度よいポロイダル流の計測がなされていない。今後の実験との比較に期待している。また、1次元平衡の数値解析を実行し、密度勾配、温度勾配、シアのあるトロイダル流とポロイダル流のある平衡解が得られ始めた。さらに、2次元数値解析を高精度・高効率に行うことを目指して、4次精度の有限差分法を開発した。

In the 2014 research project, the 2-fluid liquid with a uniform density was analyzed using a symmetrical balance with a symmetrical axis. The electric field of イオン pressure combined with the electric field ドリフトとのratio table す2 fluid effect index を import して, the physical quantity が変化するcharacteristics longが小さくなるほど,ベータつ高くなるほど、イオンドリフトspeed がdiamagnetic ドリフThe speed is close and the fluid effect is important.これは Closed じ込め Improve モードであるH モードや Internal thermal barrier では 2 fluid effect が Ignored ないことをmeaning している.このRESULTS Judgment, non-uniform density flow, 2 magnetic fluid, axis-symmetrical balance, formalization, new knowledge, knowledge.また、Initial numerical value analysis and new しい differential method の开発を行った. Equilibrium state is important for dissipation, and each component fluid is generalized.エンタルピー, ポロイダル flow beam no flow number, generalized motion amount no return (vortex) no. The surface close number Ψ_α(α=e,i)のarbitrary close numberとして tableされ, the balanced equationはelectron and the fluidのsurface close numberΨ_e,とΨ_iのcontinuous second-order partial differential equationsに帰する. The cause of compressibility of イオン fluid, the balanced equation が楕円Type となるのはイオンのポロイダル flow speed がsonic speed より遅い occasion にlimited られる.これは Magnetic field のない limit へのconnection 続性 がよく、従来の1fluid モデルのRESULT とdifferent なる新しいachievement である. The 13th Toki International Conference (December 2003) will be held at the same time. The neutral particles of high density are incident and cannot be missed.れているが、Now のところトカマクを合めて accuracy よいポロイダル流のmeasurement がなされていない. I'm looking forward to the future comparison.また, 1-dimensional balance のnumerical value analysis を実行し, density matching, temperature matching, シアのあるトロイダルflow とポロイダル流 のあるbalance solution られstart めた.さらに, 2-dimensional numerical value analysis is a high-precision and high-efficiency method, and 4-dimensional precision is a finite difference method.

项目成果

山田英明: "Stability formalism of a flowing two-fluid plasma"Physics of Plasmas. 10・4(発表予定). (2003)

Hideaki Yamada：“流动双流体等离子体的稳定性形式主义”等离子体物理学 10/4（待发表）。