速度分布関数の高次モーメントと不均一系の流れに関する実験的研究

异质系统中速度分布函数和流动高阶矩的实验研究

基本信息

批准号：
16K05633
负责人：
田中雅慶
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

波長可変半導体レーザーシステムに飽和吸収分光法を組み込むことにより、高精度誘起蛍光ドップラー分光システムを開発した。このシステムを用いて分布関数の精密測定を行うことにより、中性粒子の速度分布関数と不均一性によって誘起される流れの関係を実験的に決定した。その結果、不均一系の流れは速度分布関数の非対称性に関係づけられる事を実験的に見出した。非対称性の指標として、速度分布関数の歪度（スキューネス）に着目し、非対称性を表わす幾何学量と流れを示す規格化平均流速が（Ｕ／Ｕｔ）＝（１／３）Ｓの関係にあることを見出した。ここで、Ｕは流れ速度、Ｕｔは熱速度、Ｓはスキューネスである。この関係は、力学量（Ｕ／Ｕｔ）が、非対称性の幾何学量（Ｓ）で記述できることを示しており、分布関数の精密測定により不均一系の輸送現象を実験的に決定することが可能であることを示している。従来、速度分布関数のゆがみによる巨視的流れの発生とその解析は、理論およびシミュレーション分野においてのみで可能であったが、本研究により運動論的解析は実験においても可能となった。このことは、実験的運動論が開拓できることを事を意味している。以上の結果は、"Asymmetry of velocity distribution function and inhomogeneity-induced flow associated with neutral depletion structure in an ECR plasma"としてPhysics of Plasmas 23, 112120 2016);doi:http://dx.doi.org/10.1063/1.4968217に投稿し、受理された。

通过将饱和吸收吸收光方法掺入波长可变的半导体激光系统中，开发了高化诱导的荧光多普勒除外部系统。通过使用该系统对分布函数进行精确测量，实验确定了中性颗粒的速度分布函数与不均匀度诱导的流量之间的关系。结果，经过实验发现，均匀的流量与速度分布函数的不对称性有关。作为不对称的指标，平均流速度（u / ut）=（1/3）是平均流速（u / ut）=（1/3），它重点介绍了速度分布的失真（SCUNES）功能并表示不对称。在这里，u是流速，UT是热速度，而S是一种scunation。这种关系表明，可以在不对称的几何形状中描述动力学（U / UT），并通过测量分布函数来实验确定不均匀的转运现象。以前，由于速度分布函数的扭曲及其分析而导致更大的视力发生仅在理论和仿真字段中才有可能，但是这项研究还启用了实验中的运动理论分析。这意味着可以开创实验运动理论。上述结果是“速度分布函数的不对称性和与ECR等离子体中中性部署结构相关的非态性诱导的流动。发布在1.4968217上，并接受。

项目成果

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Asymmetry of velocity distribution function and inhomogeneity-induced flow associated with neutral depletion structure in an ECR plasma

与 ECR 等离子体中的中性耗尽结构相关的速度分布函数的不对称性和不均匀性引起的流动

DOI：
10.1063/1.4968217
发表时间：
2016
期刊：
Physics of Plasmas 23, 112120 (2016);
影响因子：
0
作者：
K. Terasaka;M. Hattori;K. Ogiwara;S. Yoshimura;M. Aramaki;A. Okamoto;and M.Y. Tanaka
通讯作者：
and M.Y. Tanaka

九州大学大学院総合理工学府　先端エネルギー理工学専攻　基礎プラズマ物理研究室(田中、寺坂)

九州大学研究生院理工学研究科先进能源科学与工学系基础等离子体物理实验室（田中、寺坂）