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能動制御を用いた超高ベータ球状トーラス配位の生成・維持

使用主动控制生成和维护超高 β 球面环面配置

基本信息

批准号：
14J08028
负责人：
神納康宏
金额：
$ 1.86万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成28年度は主に数値シミュレーションにより磁場反転配位(FRC)生成過程である異極性合体プロセスの素過程の解明に取り組んだ。超高ベータ球状トカマク生成の元となるFRCは”異極性スフェロマック合体法”によって生成されるが，その合体の素過程には磁気リコネクションを含み，また合体法では非MHD効果であるHall効果の空間特性長であるイオン慣性長がプラズマ配位のサイズ(プラズマ小半径)に比べ無視できないという特徴がある。本年度の研究では異極性合体におけるHall効果に関してHall-MHDシミュレーションにより検証を行った。平成27年度に開発を行った2次元/3次元Hall-MHDコードを核融合科学研究所のスーパーコンピュータ(プラズマシミュレータ)での実行に適したMPI並列化などを施し，空間的に高解像度でのシミュレーションを行うことで合体プラズマ全体の大域的構造と磁気リコネクションの微細構造を同時に解いた。2次元Hall-MHDシミュレーションでは異極性合体において電場におけるHall項の発生領域がリコネクション上流側ではおよそイオン慣性長のスケールであり，リコネクション下流側ではイオン慣性長より十分に大きいスケールで分布していることが明らかになった。また，Hall効果による配位全体の物理量の分布の形成に関してもHall効果が大域的な寄与をすることがわかった。他，3次元効果に関しても検証を行い，異極性合体中の3次元性の不安定がMHDとHall-MHDで定量的のも定性的にも発現の仕方が異なることを明らかにした。以上の成果を学会発表，論文誌として本年度は発表した。

In 2008, we focused on the understanding of the basic process of heteropolar complex formation during the magnetic field anti-coordination (FRC) generation process. Super-high sphericity generation element FRC is generated by "heteropolarity method", and the combination element process includes magnetic field generation, and the combination method includes non-MHD effect, Hall effect spatial characteristic, inertia length, coordination element (small radius), etc. This year's study was conducted on Hall-MHD hybrid systems. In 2007, the development of 2D/3D Hall-MHD technology was carried out at the Institute of Nuclear Fusion Science, and the implementation of MPI parallelization was carried out at the same time. 2-D Hall-MHD system is composed of two different polarity components, namely, the electric field, the Hall term, the generation domain, the upstream side, the inertia length, and the downstream side. The distribution of physical quantities in the coordination system of Hall effect is related to the distribution of Hall effect in large domains. He said that the three-dimensional effect is related to the behavior of the test, and the three-dimensional instability in the heteropolar combination is related to the MHD and Hall-MHD. The above achievements are expected to be announced this year.