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

基本信息

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

项目摘要

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。

在这项研究中，我们通过使用静电和磁性探针以及湍流断层扫描的同步多点测量来阐明托卡马克等离子体中湍流输运的长程相关性和不对称性。今年，我们进行了启动实验，在环面装置 PLATO 中形成托卡马克结构。除了欧姆放电之外，我们还尝试使用 ECH 辅助和局部螺旋注入来产生托卡马克等离子体。在扩大设备以协助这些初创公司和修复墙壁方面取得了进展。此外，与这些实验并行，我们开发了一种使用线性装置 PANTA 的断层扫描数据根据断层扫描图像的时间序列数据估计速度场的方法。通过估计速度场来可视化流场对于理解由于湍流以及与宏观流场的相互作用而形成的结构是有效的。此外，这些方法还可应用于 PLATO 的断层扫描测量。到目前为止，我们已经成功地利用傅立叶/矩形函数展开来估计一维圆周速度，并将其扩展到二维估计。对于二维估计，我们提出并比较了一种根据局部发光强度的时间变化进行估计的方法和一种使用傅立叶-贝塞尔函数的拟合方法。我们实际上将这些方法应用于PANTA三维断层扫描系统，并观察了摇摆引起的圆周速度的调制以及取决于轴向位置的速度场结构的差异。这些结果已在日本物理学会和日本等离子体与核聚变学会上发表。我目前正在写一篇关于所开发的方法和应用结果的论文。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

PANTAにおけるトモグラフィを用いた速度場解析

在 PANTA 中使用断层扫描进行速度场分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
西村大輝，藤澤彰英，永島芳彦，文贊鎬，山崎広太郎，西澤敬之;山田琢磨，小菅佑輔，小林大輝; 郭又銘
通讯作者：
郭又銘

PANTAにおける3次元トモグラフィに対する速度場推定解析

PANTA 3D 断层扫描的速度场估计分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
西村大輝，藤澤彰英，永島芳彦，文贊鎬，山崎広太郎，西澤敬之;山田琢磨，小菅佑輔，小林大輝; 郭又銘
通讯作者：
郭又銘

PANTAにおけるトモグラフィでの速度場解析

在 PANTA 中使用断层扫描进行速度场分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
西村大輝，藤澤彰英，永島芳彦，文贊鎬，山崎広太郎，西澤敬之;山田琢磨，小菅佑輔，小林大輝; 郭又銘，西村勇輝
通讯作者：
郭又銘，西村勇輝

“Estimation Method of 2D Velocity Field in Turbulent Plasma Using Tomography

“利用层析成像技术估计湍流等离子体中二维速度场的方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
D. Nishimura;A. Fujisawa;Y. Nagashimaa;C. Moon;K. Yamasaki;T. Nishizawaa;T. Yamada; Y. Kosuga;T-K. Kobayashi;Y. Guo
通讯作者：
Y. Guo