Вычислительный код SPIDER. Решение задачи равновесия плазмы с анизотропным давлением и вращением в токамаке

Description

Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2013. № 24. 19 с.В МГД теории плазмы в токамаках давление плазмы обычно считается изотропным. Однако нагрев плазмы с помощью инжекции нейтрального пучка и ВЧ нагрев могут приводить к сильной анизотропии плазменных параметров и вращению плазмы. Теория МГД равновесия с учётом инерции плазмы и анизотропии давления начала разрабатываться уже достаточно давно, но до последнего времени она не была последовательно применена в вычислительных кодах для инженерных расчётов равновесия и эволюции плазмы в токамаке. В данной статье представлена версия кода SPIDER, предназначенная для численного моделирования равновесия плазмы токамака с учётом тороидального вращения плазмы и анизотропии давления. В части 2 даётся подробный вывод уравнения равновесия осесимметричной плазмы в самом общем виде (с произвольным вращением и анизотропным давлением), излагается метод расчёта равновесий с анизотропным давлением при заданном вращательном преобразовании. В частях 3-5 приводятся примеры расчётов и обсуждаются полученные результаты.Введение Общая формулировка задачи равновесия плазмы с анизотропным давлением и вращением в токамаке Уравнения идеальной МГД и некоторые их следствия Аксиально-симметричное равновесие плазмы с учётом вращения Аксиально-симметричное равновесие плазмы с анизотропным давлением Влияние тороидального вращения на равновесие плазмы для базовых сценариев ИТЭР Расчёт аксиально-симметричных равновесий плазмы с анизотропным давлением в режимах с большой долей энергичных частиц Заключение Литература