計算機によるプラズマモデリング

基于计算机的等离子体建模

基本信息

批准号：
63050040
负责人：
佐藤哲也
金额：
$ 25.6万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Fusion Research
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.高精度完全3次元MHDシミュレーション研究時間空間4次精度のコードを開発し、次のような特筆すべき成果を得た。1-(1) トカマク鋸歯状振動を説明するために、ramp-up phaseのゆっくりとした時間スケールでのプラズマ配位の非線形な自己無撞着変形の結果として生ずる過飽和過程として解析を行なった。長時間スケールのMHDシミュレーションによってこのような非線形過程が実際に進行することを確認した。1-(2)逆磁場ピンチの逆転磁場配位維持機構について、ごく少数のグローバルなモードの非線形の振舞いだけで完全に説明できることを明らかにした。これらの結果は核融合プラズマの複雑な挙動を解明するには自己無撞着な非線形時間発展を解析することが不可欠であること、従ってシミュレーション研究が物理の解明に今後ますま重要な手段となることを強く示唆している。 2.マクロ・ミクロスケール粒子シミュレーションの開発と応用従来の粒子シミュレーションの概念を脱皮し、装置の空間構造をも考慮しうるマクロスケール粒子シミュレーション手法および核力の2体衝突が問題となるような強結合プラズマが取り扱えるようなミクロスケール粒子シミュレーション手法を開発するのが目的である。本年度までに開発したコードはすでに実用の域に達しており、特に非一様プラズマ中での運動論的アルベン波の励起と沿磁力線加熱、Kelvin-Helmholtz不安定性に伴う渦生成、異なる高密度プラズマ間の接触電位の解析などで実際的な問題での有用性を確認した。 3.エッジプラズマのモデリングヘリカル系の有限ベータ平衡解ではきれいな磁気面が常に存在するとは限らないことが知られているが、これまでの平衡コードは、磁気島やエルゴディック領域発生のような磁気面の乱れを解析することができなかった。新しく開発した3次元平衡コードではこのような解析が可能となり、配位の最適化研究に新しい視点を提起した。

1。高精度，完美的3D MHD模拟研究，我们开发了一个具有时空二次准确性的代码，并获得了以下特殊结果。 1-（1）为了解释Tokamak锯齿振动，分析是作为一个过饱和过程进行的，该过程是由于在升级阶段缓慢时间尺度上血浆配位的非线性自洽变形而产生的。长期MHD模拟证实了这种非线性过程实际上正在进展。我们透露，可以通过极少数全局模式的非线性行为充分说明，在反向磁场中维持反向磁场配位的机制。这些结果强烈表明，自洽的非线性时间演化对于阐明核融合等离子体的复杂行为至关重要，因此，模拟研究将成为阐明物理学的越来越重要的工具。 2。宏观微观粒子仿真的开发和应用本研究的目的是抛弃粒子模拟的常规概念，并开发出宏观尺度粒子模拟方法，该方法也可以考虑到设备的空间结构，并且可以处理核力量两种核力碰撞的强耦合等离程度的微尺度粒子模拟方法。今年制定的代码已经达到实践水平，并且证实了它在实际问题上的实用性，特别是通过激发动力学的Alben波和沿磁场线在不均匀等离子体的磁场线上进行加热，由于开尔文 - 赫尔姆霍尔茨不稳定性而引起的涡流产生，以及对不同高密度血浆之间的接触势分析。 3。建模边缘等离子体，众所周知，清洁磁性表面并不总是存在于螺旋系统的有限β平衡溶液中，但是到目前为止，平衡代码尚未能够分析磁性表面干扰（例如磁岛和厄贡区域）。通过新开发的3D均衡代码可以进行这种分析，并且在协调优化的研究中提出了新的观点。