トカマクプラズマにおける局所乱流と大域性の研究

托卡马克等离子体局部湍流和整体湍流研究

• 批准号: 22KJ2438
• 负责人: 西村 大輝
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2438/
• 关键词: プラズマ乱流; 長距離相関; 乱流偏在; プラズマ乱流; 長距離相関; 乱流偏在

本研究では静電および磁気プローブと乱流トモグラフィを用いた多点同時計測によってトカマクプラズマにおける乱流輸送の長距離相関や非対称性の実態を明らかにするものである。本年度はトーラス装置PLATOにおいては、トカマク配位を形成するための立ち上げ実験を進めた。オーミック放電に加えてECHの補助や局所ヘリシティ入射によるトカマクプラズマの生成を試みている。これらの立ち上げ補助や壁コンディショニングのための機器の拡充が進められた。また、これらの実験と並行して直線装置PANTAのトモグラフィデータを利用し、トモグラフィ画像の時系列データから速度場を推定する手法の開発を行った。速度場推定による流れ場の可視化は乱流による構造形成や巨視的な流れ場との相互作用を理解する上で有効である。さらに、これらの手法はPLATOでのトモグラフィ計測に応用可能なものである。これまでにフーリエ・矩形関数展開を用いた1次元での周方向速度推定に成功し、2次元推定への拡張を行った。２次元推定では局所的な発光量の時間変化から推定する手法とフーリエ・ベッセル関数を用いたフィッティング法を提案し、比較を行っている。これらの手法を実際にPANTAの3次元トモグラフィシステムに適用し、揺動に起因する周方向速度の変調や軸方向位置による速度場構造の差異を観測した。これらの結果は日本物理学会やプラズマ・核融合学会で発表した。現在開発した手法と適用結果についての論文を執筆している。

这项研究揭示了通过使用静电和磁探针以及湍流断层扫描的同时测量，tokamak等离子体中湍流转运的远程相关性和不对称性的现实。今年，我们进行了一项发射实验，在Torus Device Plato建立了Tokamak协调。除欧姆放电外，我们还试图通过协助ECH和当地的螺旋性发生率来产生Tokamak等离子体。已促进了协助这些发射和墙壁条件的设备的扩展。此外，与这些实验并联，我们开发了一种使用线性设备PANTA中层析成像数据的时间序列数据估算速度字段的方法。使用速度场估计的流场可视化有效地了解由于湍流和与宏观流场相互作用而导致的结构形成。此外，这些技术适用于柏拉图的层析成像测量。到目前为止，使用傅立叶矩形函数扩展对圆周速度的估计已经成功，并扩展到二维估计。在二维估计中，提出并比较了使用傅立叶贝塞尔函数估算当地时间变化和拟合方法的方法。这些技术实际上应用于Panta的三维层析成像系统，并且由于振荡和轴向位置而引起的圆周速度调节，速度场结构的差异。这些结果在日本物理学会以及血浆和核融合学会上提出。他目前正在撰写有关他开发的方法和应用程序结果的论文。