Verification of the numerical simulation for magnetic thrust chamber by comparing with the laser-plasma experiments

 

Authors:Takahiro MACHIDA, Masafumi EDAMOTO, Taichi MORITA, Eisuke KURAMOTO, Naoji YAMAMOTO

Affiliation:Interdisciplinary Graduate School of Engineering Sciences, Kyushu University

Abstract:初期生成プラズマのエネルギーと推力の関係を示すエネルギースケーリング則の確立を目的とし,実験とそれを模擬したシミュレーション計算の結果の比較を行った.実験は,コイルで生成された磁場中で,レーザー照射によってアブレーションプラズマを生成し,プラズマの排出方向後方に設置した振り子に衝突したプラズマの運動量から,インパルスビットを算出した.シミュレーションは,初期プラズマのイオン数密度や速度等を2次元輻射流体コードで計算し,その結果を用いて3次元ハイブリッドコードで振り子に衝突するプラズマの運動量を算出した.
実験とシミュレーションの両結果で,プラズマエネルギーと磁場エネルギーの比とインパルスビットの値に比例関係が見られた.また,昨年の研究ではシミュレーションで得られたインパルスビットの絶対値は実験値と比べて1/10程度であったが,今回は1/6から1/7程度となり,シミュレーションによる実験の再現性が向上した.

 

Publication related to your research
(Journal paper)

  • T. Yamamura, Numerical analysis on a conical shaped target for laser fusion rocket, High Energy Density Physics 37 (2020) 100894

 

(International conference paper)

  • T. Morita, Experimental and numerical studies on the thrust generation for laser-fusion-powered spacecraft, AAPPS-DPP2020 as e-conference, 4th Asia Pacific Conference on Plasma Physics, 26-31 October, 2020

 

(Domestic conference/workshop)

  • 森田太智,レーザー核融合推進に向けたパルス駆動磁気ノズルにおけるエネルギー依存性の検証実験,第64回宇宙科学技術連合講演会
  • 町田貴大,レーザー⽣成プラズマを⽤いた磁気スラストチャン バ実験との⽐較による数値解析コードの検証,第64回宇宙科学技術連合講演会

 




Posted : March 01,2021