九州大学 研究者情報
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佐々木 真(ささき まこと) データ更新日:2018.06.13



主な研究テーマ
プラズマ乱流シミュレーション
キーワード:プラズマ乱流、非線形過程、帯状流、ストリーマー、メゾスケール構造、異種不安定性、ドリフト波、速度勾配不安定性
2011.11.
プラズマ乱流場における非線形過程の理論的研究
キーワード:非平衡、非線形、プラズマ乱流、帯状流、測地線音波、構造形成、メゾスケール構造、乱流捕捉
2007.04.
従事しているプロジェクト研究
中国 HL-2Aグループとの共同研究
2016.04.
エクスマルセイユ大学との共同研究
2017.04.
高速イオン励起不安定性がプラズ閉じ込めに及ぼす影響
2018.04~2019.03, 代表者:佐々木真
核融合科学研究所一般共同研究 課題番号:NIFS18KLPH033.
複数種の乱流駆動源が共存する3次元乱流シミュレーション
2018.04~2019.03, 代表者:佐々木真
核融合科学研究所一般共同研究 課題番号:NIFS18KNST137.
磁化プラズマ乱流における3次元流れ場形状の基礎過程
2016.04~2019.03, 代表者:佐々木真, 九州大学
磁場閉じ込めプラズマにおける乱流輸送特性の解明には、乱流に大きな影響を与える流れ場を理解する事が重要である。輸送を伴わない流れにはポロイダル方向とトロイダル方向の流れがあり、それぞれ研究が進展している。ポロイダル流とトロイダル流は乱流を介して結合しているため、独立ではなく、両者の相互作用を考える必要がある。本研究では、この流れ場間の相互作用を取り込み、3次元的流れ場形成の基礎過程を明らかにする。流れ場間相互作用として、「磁場形状に起因する過程」と「乱流を介した非線形過程」を対象とし、乱流シミュレーションを用いてそれぞれの特性を明らかにする。その上で、乱流輸送の外部制御指針を与える事を目指し、外部運動量注入に対する3次元的流れ場及び乱流場の応答へ研究を発展させる。.
ホイッスラーコーラス波動による放射線帯電子散乱過程の数理モデル
2018.04~2021.03, 代表者:成行泰裕, 富山大学
科研費 新学術領域研究(研究領域提案型) 課題番号 18H04439.
統合観測システムで解き明かす乱流プラズマの構造形成原理と機能発現機構
2017.04~2022.03, 代表者:藤澤彰英, 九州大学
科研費特別推進研究 課題番号 17H06089.
降雨現象の統計的性質に対する地域・季節特性
2017.04~2018.03, 代表者:佐々木真
中部大学国際GISセンター 課題番号:IDEAS201732.
プラズマ乱流におけるストリーマーの3次元構造と動的応答
2017.04~2021.03, 代表者:山田琢磨, 九州大学
科研費基盤研究(C) 課題番号 17K06994.
乱流揺動波数スペクトルの時間発展計測
2015.04~2018.03, 代表者:稲垣滋, 九州大学
科研費挑戦的萌芽研究 課題番号 15K14283.
トーラスプラズマのHモード輸送障壁形成の定量的研究
2016.04~2019.03, 代表者:伊藤 公孝, 中部大学.
巨視的運動論的MHD現象解析用のトロイダル版ジャイロ運動論的粒子コードの開発
2012.04~2013.03, 代表者:内藤裕志, 山口大学, 九州大学応用力学研究所.
磁場閉じ込めプラズマ中の多スケール・多プロセス現象の理論・シミュレーション研究
2012.04~2013.03, 代表者:石井康友, 日本原子力研究開発機構, 九州大学応用力学研究所.
ドリフト波乱流中の渦構造に関する非線形シミュレーション研究
2012.04~2013.03, 代表者:成行泰裕, 高知高専(富山大学へ転任), 九州大学応用力学研究所.
高次相関解析の並列処理による高性能化に関する研究
2012.04~2013.03, 代表者:福山淳, 京都大学, 九州大学応用力学研究所.
シミュレーションデータを用いたプラズマ乱流の時空間構造解析法の研究
2012.04~2013.03, 代表者:糟谷直宏, 核融合科学研究所(6月より九州大学応用力学研究所へ転任), 九州大学応用力学研究所
時間的、空間的に分解能の高い揺動計測法が確立してきた現在、大容量のデータを効率的に処理し、知識を獲得する事が必須である。乱流シミュレーションで得られる3次元時系列データに対して数値解析を行うことで、実験データ解析に活用できる手法の開発を行うことができる。そこで本研究では円筒形直線型プラズマにおける抵抗性ドリフト波乱流の数値シミュレーションを通じて、複数のプラズマ乱流解析手法を統合する方法の成熟を図る。シミュレーションで形成される構造をダイナミクスも含めて数値計測し、その時間的空間的構造がいかに実験で観測され得るかを提示する。応用力学研究所には詳細な揺動計測が可能な直線型装置PANTAがあり、その実験結果との比較により手法の検定ができる。さらにはプラズマ乱流における構造形成機構の物理的理解につなげることができるので、応用力学研究所の共同研究として実施する。.
高エネルギー粒子の運動論効果による粒子加熱と帯状流乱流輸送特性の研究
2012.04~2016.03, 代表者:佐々木真, 九州大学応用力学研究所, 日本学術振興会
高エネルギー粒子の運動論的効果を取り入れた粒子加熱及び乱流輸送の特性を理論的に明らかにすることを目指す。近年、高エネルギー粒子が振動帯状流 (GAM) を励起し、駆動されたGAMがイオン加熱へ重要な効果を持つ可能性が指摘されている。さらに高エネルギー粒子が駆動するアルフベン波(AE)の非線形効果による静的帯状流(ZF)生成が報告されている。従来の帯状流乱流輸送理論には、これらの過程が考慮されていない。そこで高エネルギー粒子駆動GAMの粒子加熱効果、AE駆動ZFの乱流輸送への効果を自己無頓着に取り入れることで、従来の乱流輸送理論を拡張し、高エネルギー粒子によるイオン加熱可能性、乱流制御可能性を明らかにする。.
トロイダルプラズマにおける帯状流の大域構造を考慮した輸送モデルに関する研究
2010.09~2012.03, 代表者:佐々木真, 九州大学応用力学研究所
帯状流(静的帯状流(ZF)、振動帯状流(GAM)を同時に考慮)のエネルギー閉じ込め時間への効果を理論的に明らかすることを目的とする。これまでの研究では、帯状流の波長と勾配長のスケール比が無視できるほど小さいという局所的モデルが用いられおり、帯状流の大域的空間分布の理解がなされていない。そのため、帯状流と乱流間のエネルギー密度分配比の報告はあるが、その体積積分量であるエネルギー分配比の理解は進んでいない。そこで本研究では、帯状流(ZF、GAMを同時に考慮する)の大域的空間分布を明らかにし、揺動場間のエネルギー分配比を明らかにするとともに、帯状流が与えるエネルギー閉じ込め時間に対するスケーリングを理論的に明らかする。また、研究を発展させ、大域的な輸送現象に対する理論モデルを提示する。.
乱流プラズマの動的応答と動的輸送の総合研究
2010.01~2013.12, 代表者:伊藤早苗, 九州大学応用力学研究所, 九州大学(日本).
研究業績
主要原著論文
1. Makoto Sasaki, Naohiro Kasuya, Tatsuya Kobayashi, Hiroyuki Arakawa, Kimitaka Itoh, Kouhei Fukunaga, Takuma Yamada, Masatoshi Yagi, Sanae-I. Itoh, Formation mechanism of steep wave front in magnetized plasmas, Physics of Plasmas, 10.1063/1.4916490, 22, 032315-1-032315-10, 22, 032315-1, 032315-10 (2015), 2015.03.
2. Makoto Sasaki, Naohiro Kasuya, Kimitaka Itoh, Masatoshi Yagi, Sanae-I. Itoh, Nonlinear competition of turbulent structures and improved confinement in magnetized cylindrical plasmas, Nuclear Fusion, 54, 114009, 2014.11.
3. Makoto Sasaki, Naohiro Kasuya, Masatoshi Yagi, Kimitaka Itoh, Yoshihiko Nagashima, Inagaki Shigeru, SANAE INOUE(論文のみ) ITOH, Statistical analyses of turbulent particle and momentum fluxes in a cylindrical magnetized plasmas, Plasma and Fusion Research, 8, 2401113 (2013) , 2013.09, [URL], A nonlinear simulation of resistive drift wave turbulence in a cylindrical plasma is carried out. Long time evolution of turbulence with formation of a zonal flow is obtained for more than 1000 times of the typical drift wave period, which is sufficient for statistical analyses. Dynamical particle and momentum balance for the formation of the mean reveals that the radial turbulent fluxes are dominant contributors for the evolution of fluctuations. The particle flux is found to precede the momentum flux for 0.4 times of the typical drift wave period with large temporal variance. The analyses of the time series data of 3-D fields give the understanding of the dynamical structural formation mechanism..
4. Makoto Sasaki, Kimitaka Itoh, Klaus Hallatschek, SANAE INOUE(論文のみ) ITOH, On a nonlinear dispersion effect of geodesic acoustic modes, Plasma Fusion Research, 8, 1403010 (2013), 2013.02.
5. M. Sasaki, K. Itoh, S.-I. Itoh and N. Kasuya, Zonal flows induced by symmetry breaking with existence of geodesic acoustic modes, Nuclear Fusion, 10.1088/0029-5515/52/2/023009, 52, 023009, 2012.01, [URL], The nonlinear dynamics of zonal flows (ZFs) is investigated when geodesic acoustic modes (GAMs) have substantial influence on plasma states. Simultaneous existence of multiple GAMs with different radial phase velocities gives additional nonlinear mode couplings, and asymmetry of the turbulence spectrum induces energy exchanges between GAMs and a ZF. A set of model equations is derived to describe the nonlinear dynamics of a ZF, GAMs and ambient turbulence. The model includes the mechanism of ZF generation by a pair of GAMs, and the back interaction from the turbulence is solved self-consistently. Two stationary solutions are obtained; one is the known solution that the GAM propagates as a travelling wave with no ZF excitation, and the other is a new solution that a pair of GAMs forms a standing wave, which induces a ZF. The accessibility to the steady states, and the threshold for the transition between them are obtained. The GAM and ZF formation in the new state affects the background plasmas. The effects on the turbulent heat diffusivity and the ion heating rate are discussed..
6. Makoto Sasaki, Kimitaka Itoh, SANAE INOUE ITOH, Energy channeling from energetic particles to bulk ions via beam driven geodesic acoustic mode - GAM channeling, Plasma Physics and Controlled Fusion, 10.1088/0741-3335/53/8/085017, 53, 085017-1-085017-11, 2011.06, [URL].
7. M. Sasaki, K. Itoh, A. Ejiri, Y. Takase, Transient excitation of Zonal Flows by Geodesic Acoustic Modes, Plasma Phys. Control. Fusion, 51, 085002, 51 085002 (2009)., 2009.07.
8. M. Sasaki, K. Itoh, A. Ejiri, Y. Takase , Poloidal Eigenmode of Geodesic Acoustic Mode in the limit of high safety factor, Journal of Plasma Phys., 75, No.6, 721, 75 No.6 721 (2009)., 2009.01.
9. M. Sasaki, K. Itoh, Y.Nagashima, A. Ejiri, Y. Takase , Nonlinear self-interaction of Geodesic Acoustic Modes in toroidal plasmas, Phys. Plasmas, 16, 022306, 16, 022306-1, 022306-8 (2009), 2009.01.
10. M. Sasaki, K. Itoh, A. Ejiri, Y. Takase , Radial Eigenmodes of Geodesic Acoustic Modes, Contribution to Plasma Physics, 48, N0.1-3, 68-72, N0.1-3,68-72 (2008), 2008.03.
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 佐々木真、糟谷直宏, メゾスケール揺動の新しい役割, J. Plasma Fusion Res. Vol. 88, No. 6 (2012) 309-314, 2013.03, メゾスケール揺動の新たな役割のうち,測地線音波(GAM)が担うものについて述べる.GAM は乱流や高 エネルギー粒子により不安定化されるメゾスケール揺動である.GAM はイオンランダウ減衰により背景イオン を加熱するため,高エネルギー粒子駆動 GAM は,高エネルギー粒子から背景イオンへのエネルギーパスを生み 出す.また,GAM の空間分布計測からイオン音速を同定し,イオン同位体比を推定することも可能である..
主要学会発表等
1. M. Sasaki, N. Kasuya, S. Toda, T. Yamada, M. Yagi, K. Itoh, S.-I. Itoh, Bifurcation between flow driven instability and drift wave in cylindrical plasmas, 5th Asia Pacific Transport Working Group International Conference, 2015.06.
2. 佐々木 真, 振動帯状流の時空間構造とエネルギー移送に関する理論的研究, 日本物理学会第70回年次大会, 2015.03.
3. Makoto Sasaki, Naohiro Kasuya, Tatsuya Kobayashi, Hiroyuki Arakawa, Takuma Yamada, Kouhei Fukunaga, Masatoshi Yagi, Kimitaka Itoh, Sanae-I. Itoh, Formation mechanism of steep wave front in drift wave turbulence, 24th International Toki Conference, 2014.11.
4. Makoto Sasaki, Naohiro Kasuya, Kimitaka Itoh, Maxime Lesur, Sanae-I. Itoh, Eigenmode analysis of geodesic acoustic modes induced by energetic particles, 4th Asia Pacific Transport Working Group International Conference, 2014.06.
5. 佐々木 真, 振動帯状流の非線形分散関係とダイナミクスに関する理論研究, 第30回プラズマ核融合学会年会, 2013.12.
6. Makoto Sasaki, Naohiro Kasuya, Kimitaka Itoh, MASATOSHI YAGI, SANAE INOUE ITOH, Dynamical response of a poloidal flow with particle source modulation, H mode workshop, 2013.10.
7. Makoto Sasaki, Naohiro Kasuya, Kimitaka Itoh, MASATOSHI YAGI, SANAE INOUE(論文のみ) ITOH, Nonlinear competition of zonal flow, flute structure and streamer in resistive drift wave turbulence in cylindrical plasmas, 12th Asia Pacific Physics Conference , 2013.07.
8. 佐々木真、伊藤公孝、糟谷直宏、伊藤早苗, プラズマ境界近傍における測地線音波の非線形過程, Plasma Conference 2011, 2011.11.
9. M. Sasaki, K. Itoh, S-I. Itoh, N. Kasuya , Nonlinear propagation characteristics of geodesic acoustic modes, 13th H-mode workshop, 2011.10, [URL].
10. M. Sasaki, K. Itoh, S-I. Itoh, N. Kasuya, Zonal flows induced by geodesic acoustic modes, 1st Asia Pacific Transport Working Group (APTWG) International Conference, 2011.06, [URL].
11. M. Sasaki, K. Itoh, S-I. Itoh, M. Yagi, A. Fujisawa, Dynamics of low frequency zonal flow driven by geodesic acoustic modes, 23rd IAEA Fusion Energy Conference, 2010.10, [URL].
12. M. Sasaki, K. Itoh, A. Ejiri, Y. Takase, Geodesic acoustic modes in multi-ion system, 17th International Toki Conference on Physics of flows and turbulence in plasma, 2007.10, [URL].
13. M. Sasaki, K. Itoh, A. Ejiri, Y. Takase , Geodesic acoustic mode in toroidal plasmas, 11th International workshop on plasma edge theory, 2007.05.
特許出願・取得
特許出願件数  1件
特許登録件数  0件
学会活動
所属学会名
プラズマ・核融合学会
日本物理学会
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2018.06.12~2018.06.15, 8th Asia-Pacific Transport Working Group International Conference, session leader (group E: Model reduction and experiments for validation).
2017.12.16~2017.12.17, プラズマ核融合学会九州沖縄支部会, 若手奨励賞審査員.
2017.12~2017.12, International Toki Conference, ゲストエディター(担当:Theory and simulation research).
2017.11.22~2017.11.22, PLASMA2017, 学生発表賞の審査員.
2017.11.22~2017.11.22, PLASMA2017, 磁場核融合セッションの座長.
2016.12.17~2016.12.18, プラズマ核融合学会九州沖縄支部会, 若手奨励賞審査員.
2016.10.24~2016.10.28, 日中Joint workshop, chairman.
2015.12~2015.12.19, プラズマ核融合学会九州沖縄支部会, 若手奨励賞審査員.
2015.09~2015.09.16, 日本物理学会秋季大会, 座長(Chairmanship).
2014.06.10~2014.06.13, 4th Asia Pacific Transport Working Group, 現地実行委員(5月1日現在:予定).
2013.10.02~2013.10.04, 14th International Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers, local organizer committee.
2013.09.25~2013.09.28, 日本物理学会, 座長(Chairmanship).
2013.06.06~2013.06.07, リアムフォーラム 2013, 座長(Chairmanship).
2007.08~2007.08, 第46回プラズマ若手夏の学校, 校長.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2017.12~2017.12, International Toki Conference, 編集委員.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2017年度      
2016年度      
2015年度      
2014年度      
2012年度      
2010年度      
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
Axi-Marseille Univ., France, 2018.01~2018.01.
Max-Planck Institute for Plasma Physics (IPP, Garching), Germany, 2017.09~2017.09.
エクスマルセイユ大学, France, 2018.04~2018.06.
エクスマルセイユ大学, France, 2018.01~2018.01.
マックスプランク研究所, Germany, 2017.09~2017.09.
St. Petersburg, Russia, 2017.09~2017.09.
エクスマルセイユ大学, France, 2017.06~2017.06.
Dalian, China, 2015.06~2015.06.
EFDA JET Culham Science Centre, UnitedKingdom, 2011.10~2011.10.
Oxford Lady Margaret Hall College, UnitedKingdom, 2011.10~2011.10.
the Daejeon Convention Center, Korea, 2010.10~2010.10.
マックスプランク研究所, Germany, 2010.03~2010.03.
受賞
Editor's Pick, Physics of Plasmas, 2018.01.
Editor's Pick, Physics of Plasmas, 2017.11.
日本物理学会領域2若手奨励賞, 日本物理学会, 2015.03.
学術奨励賞, プラズマ核融合学会, 2013.12.
若手優秀発表賞, プラズマ核融合学会, 2011.11.
2008年度東京大学大学院理学系研究科研究奨励賞, 東京大学, 2009.03.
2008年国際ITER夏の学校 (IISS2008) 優秀ポスター佳作, International ITER summer school, 2008.07.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2018年度~2019年度, 基盤研究(A), 分担, トーラスプラズマのHモード輸送障壁形成の定量的研究.
2016年度~2018年度, 若手研究(B), 代表, 磁化プラズマ乱流における3次元流れ場形状の基礎過程.
2012年度~2014年度, 若手研究(B), 代表, 高エネルギー粒子の運動論効果による粒子加熱と帯状流乱流輸送特性の研究.
2010年度~2013年度, 基盤研究(S), 分担, 乱流プラズマの動的応答と動的輸送の統合研究.
2010年度~2012年度, 若手研究(スタートアップ), 代表, トロイダルプラズマにおける帯状流の大域構造を考慮した輸送モデルに関する研究.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2018年度~2018年度, 核融合科学研究所一般共同研究, 代表, 複数種の乱流駆動源が共存する3次元乱流シミュレーション.
2018年度~2018年度, 核融合科学研究所一般共同研究, 代表, 高速イオン励起不安定性がプラズ閉じ込めに及ぼす影響.
2017年度~2017年度, 核融合科学研究所一般共同研究, 代表, 流れ場が駆動する不安定性の乱流シミュレーション.
2017年度~2017年度, 中部大学国際GISセンター, 代表, 降雨現象の統計的性質に対する地域・季節特性.
2016年度~2016年度, 核融合科学研究所一般共同研究, 代表, プラズマ乱流と流れ場の非線形相互作用の研究.
2016年度~2016年度, 中部大学国際GISセンター, 代表, プラズマ乱流輸送と気象現象の突発性とその統計的性質.
2015年度~2015年度, 核融合科学研究所一般共同研究, 代表, プラズマ乱流と流れ場の非線形相互作用の研究.
2014年度~2014年度, 核融合科学研究所一般共同研究, 代表, 乱流プラズマの動的応答に関するシミュレーション研究.
学内資金・基金等への採択状況
2010年度~2011年度, 応用力学研究所所長奨励研究, 代表, プラズマ乱流における帯状流の非線形現象.

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