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COMSOL Multiphysics® を用いて世界初の核融合実証機を設計, 最適化
General Fusion は, マルチフィジックスシミュレーションを用いて核融合実証機の内部挙動を解析し, その性能を予測しています.
マサチューセッツ州バーリントン (2025年6月24日) — モデリングおよびシミュレーションソフトウェアの世界的リーダーである COMSOL は本日, General Fusion のエンジニアが COMSOL Multiphysics® を用いて, 大型核融合実証機 “Lawson Machine 26 (LM26)” の設計, 最適化を行い, 運用を開始したことを発表しました. LM26 は, General Fusion が将来商用化する磁化ターゲット核融合 (MTF) 装置のリスク軽減に活用されます. MTF 装置は, 磁化されたプラズマを液体金属ライナーで圧縮することで, 核融合に必要な高温高圧を実現します. General Fusion は, MTF 技術を用いて, 2030年代初頭から中頃までに核融合発電を商用電力網に導入することを目指しています. MTF 発電所は, 比較的安価な技術で, 炭素排出量を排出することなく, 膨大な量のエネルギーを生産できる可能性を秘めています.
General Fusion と, 高度非線形シミュレーションと材料モデリングを専門とする COMSOL 認定コンサルタントである Veryst Engineering のパートナーシップは, LM26 の開発において不可欠でした. Veryst の主任エンジニアである Sean Teller 氏は, General Fusion のエンジニアリング解析マネージャーである Jean-Sebastien Dick 氏と協力し, LM26 のリチウムライナーの応答を正確にシミュレーションするための材料モデルを開発しました. この情報は, LM26 のライナー軌道を正確に予測するモデリングに不可欠であり, General Fusion による LM26 の製造と組み立てを可能にしました.
Teller 氏は次のように述べています. “General Fusion のチームは, 実験計画と検証を統合した COMSOL Multiphysics シミュレーションを使用することで, LM26 の設計を迅速に反復することができました. これらの予測モデルは, 実現可能で豊富なクリーン核融合発電の実現に向けて, 核融合条件を実現するために不可欠です.”
LM26 ジオメトリ.
COMSOL® ソフトウェアでは, LM26 の異なる設計を同時に解析することができました. モデルの検証キャンペーンでは, 40個のリチウムライナーが電磁圧縮されました. チームは, 圧縮システムの小型プロトタイプを用いて物理実験を実施しました.
モデリングとシミュレーションにより, General Fusion は電源のインピーダンスを調整し, 設計変更が性能にどのような影響を与えるかを確認し, 圧縮効率を最大化することができました.
組み立てが完了した LM26.
“COMSOL のフレームワークにより, 複雑さを段階的に構築し, 設計意図への確信を深め, 設計フェーズの繰り返しを回避することができました” と Dick 氏は述べています. “これらの実験の主要な部分を変更する必要はありませんでした. 常に意図したとおりに動作していました.”
General Fusion は4月に LM26 で大きなマイルストーンを達成しました. 完全な統合システムと診断機能は設計通りに動作し, 早期のデータレビューでは良好な結果が示されています.
COMSOL について
COMSOL は, 技術系企業, 研究機関, 大学向けに製品設計, 研究用シミュレーションソフトウェアを提供するグローバルプロバイダーです. 同社の COMSOL Multiphysics® 製品は, 物理ベースモデルとシミュレーションアプリケーションを作成するための統合ソフトウェア環境です. 特に, 連成現象やマルチフィジックス現象を考慮できる点が強みです. アドオン製品により, 電磁気, 構造, 音響, 流体, 伝熱, 化学アプリケーション向けのシミュレーションプラットフォームを拡張できます. インターフェースツールにより, COMSOL Multiphysics® シミュレーションは CAE 市場の主要なテクニカルコンピューティングおよび CAD ツールと統合できます. シミュレーションの専門家は, COMSOL Compiler™ と COMSOL Server™ を活用し, 世界中の設計チーム, 製造部門, 試験機関, そして顧客にアプリケーションを展開しています. COMSOL は1986年に設立され, 世界16か所にオフィスを構え, 販売代理店ネットワークを通じて事業を拡大しています.