ダクト内レーザー加熱プラズマの3次元数値解析

摘要

レーザー駆動MHD発電を想定したダクト内におけるレーザー加熱プラズマの3次元非定常数値解析を行い，レーザー入射後のプラズマの膨張速度が実験結果と概ね一致することを確認した上で，プラズマ流体挙動について検討を行った。その結果，以下のことが明らかとなった。(1)プラズマから放出されたブラスト波はダクト閉管端で反射後，高圧のよどみ点を形成し，プラズマをダクトから排気させる。この過程で密度境界面と干渉しリヒトマイャー?メシュコフ不安定を発生させ，レーザー入射方向にプラズマの界面を変形させる。(2)ダクト壁面で反射したブラスト波もプラズマ中に進入する過程でリヒトマイヤー?メシュコフ不安定を発生させ，レーザー入射方向と垂直な面内でプラズマを撹拌し，十字形のプラズマ構造を形成する。(3)レーザー入射強度が増加するとブラスト波強度の増加に起因してYZ平面内におけるリヒトマイヤー?メシュコフ不安定が強く作用し，プラズマの撹拌が強くなるがその増加は飽和傾向にある。