3次元マクロスケール粒子シミュレーションによるTAEの研究

利用 3D 宏观粒子模拟进行 TAE 研究

• 批准号: 06858052
• 负责人: 藤堂 泰
• 金额: $ 0.45万
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06858052/
• 关键词: トカマク; TAEモード; アルファ粒子; MHD-Vlasovシミュレーション

研究実施計画を提出した段階においては、MHD-粒子ハイブリッドシミュレーションを行って、TAEモードの研究を行う予定であった。その後、MHD成分はfull-MHD方程式を使い、アルファ粒子成分はVlasov方程式の案内中心近似版であるドリフト運動論方程式を使ってそれぞれ記述し、両方の方程式を有限差分方を使って解く「MHD-Vlasovシミュレーション」手法を開発した。この新手法は(1)超粒子を使うシミュレーションに現れるような数値雑音が全くない、(2)運動論的な面も含めた全ての非線形性が取り入れられている、というところに特長がある。(1)はTAEモードがアルファ粒子の空間勾配によって励起される不安定性の線形成長を調べるときに、(2)はその不安定性の飽和を調べるときに、それぞれ必要な性質である。この2点を満たしている手法は現在のところMHD-Vlasovシミュレーション手法だけである。この手法の欠点は多くの計算期間を必要とすることであり、今年度はアルファ粒子の磁気モーメントを0とおいて計算期間を短縮できる状況について研究した。その結果、次のことが明らかになった。1.アルファ粒子によってTAEモードが励起されることが確認できた。その成長率は線形理論とよく一致した。2.アルファ粒子のプラズマベータ値が2%のとき、TAEモードの成長はその振幅が平衡磁場の10^<-3>に達したところで飽和した。これはアルファ粒子の閉じこめに深刻な影響を及ぼすといわれているレベルである。3.その飽和機構は有限振幅のTAEモードによる粒子捕捉である。

The research implementation plan is proposed to be carried out at different stages, such as MHD-particle separation, TAE separation and research. The MHD component is described in the equation of motion of the full-MHD equation, and the particle component is described in the equation of motion of the Vlasov equation. The finite difference method is used to solve the MHD-Vlasov equation. The new method includes: (1) superparticle theory;(2) kinematic theory; and (3) nonlinear theory. (1)The spatial alignment of TAE particles and the excitation of the unstable line formation length are modulated.(2) The saturation of the unstable line is modulated. 2:00 p.m. - The calculation period of this method is necessary to shorten the calculation period of this method. The result is that the second time, the second time, the third time. 1. The particles were detected by TAE. The growth rate is consistent with linear theory. 2. The amplitude of the growth phase of TAE particles reaches 2% and the equilibrium magnetic field reaches 10%<-3>. This is the first time that a person has ever been involved in a crime. 3. The saturation mechanism has a finite amplitude of TAE.

项目成果

Y.Todo: "Studies of Excitation and Saturation of the Toroidal Alfven Eigenmodes Using a New Simulation Method" Theory of Fusion Plasmas. 63-73 (1994)

Y.Todo：“使用新的模拟方法研究环形阿尔芬本征模式的激发和饱和”聚变等离子体理论。