Моделирование переноса тепла и частиц в токамаках COMPASS и Т-10 с помощью транспортной модели канонических профилей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены результаты моделирования переноса тепла и частиц плазмы, получаемой в режиме омического нагрева в токамаке Т-10 с круглым лимитером и D-образной плазмы с дивертором в токамаке COMPASS. Проведено моделирование в режиме H-моды с омическим нагревом плазмы и при ее дополнительном нагреве в результате инжекции нейтрального пучка (NBI) в токамаке COMPASS. Моделирование осуществлялось с помощью Транспортной модели канонических профилей (ТМКП) с использованием кода ASTRA. Полученные радиальные профили электронной температуры и плотности плазменного шнура согласуются с измеренными со среднеквадратичными отклонениями в пределах точности эксперимента 10–15٪. Расчеты продемонстрировали весьма схожие профили плотности плазмы, как в омическом режиме, так и при дополнительном NBI-нагреве в H-моде. Профили электронной температуры в H-моде с дополнительным нагревом имеют более высокие пьедесталы, чем в омической H-моде, что согласуется с измерениями. Сравнение показало, что омические режимы в COMPASS и Т-10 можно описать одинаковыми коэффициентами жесткости в уравнениях переноса тепла и частиц в плазме.

Об авторах

А. В. Данилов

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: danilov_AV@nrcki.ru
Россия, Москва

Ю. Н. Днестровский

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: nrcki@nrcki.ru
Россия, Москва

А. В. Мельников

НИЦ “Курчатовский институт”; Национальный ядерный университет МИФИ; Московский физико-технический институт (НИУ)

Email: nrcki@nrcki.ru
Россия, Москва; Москва; Долгопрудный

Л. Г. Елисеев

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: nrcki@nrcki.ru
Россия, Москва

С. Е. Лысенко

НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: lysenko_SE@nrcki.ru
Россия, Москва

С. В. Черкасов

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: nrcki@nrcki.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Coppi B. // Plasma Phys. Control. Fusion. 1980. V. 5. P. 261.
  2. Hsu J.Y., Chu M.S. // Phys. Fluids. 1987. V. 30. P. 1221.
  3. Кадомцев Б.Б. // Физика плазмы. 1987. Т. 13. С. 771.//Kadomtsev B.B. // Sov. J. Plasma Phys. 1987. V. 13. P. 443.
  4. Dnestrovskij Yu.N., Pereverzev G.V. // Plasma Phys. Control. Fusion. 1988. V. 30. P. 1417.
  5. Dnestrovskij Yu.N., Berezovskij E.L., Lysenko S.E., Pivinskij A.A. and Tarasyan K.N. // Nucl. Fusion. 1991. V. 31. P. 1877.
  6. Dnestrovskij Yu.N., Razumova K.A., Donné A.J.H., Hogeweij G.M.D., Andreev V.F., Bel’bas I.S., Cherkasov S.V., Danilov A.V., Dnestrovskij A.Yu., Lysenko S.E., Spakman G.W., and Walsh M. // Nucl. Fusion. 2006. V. 46. P. 953.
  7. Melnikov A.V., Eliseev L.G., Pastor I., Herranz J., Hidalgo C., Fujisawa A., Minami Т., Razumova K.A., Dnestrovskij Yu.N., Lysenko S.E., Spakman G.W. and Walsh M. Pressure profile shape constancy in L-mode stellarator plasma. Proc. 34th EPS Conference on plasma physics, 2–6 July 2007, Warshaw, ECA. V. 31F. P-2.060. http://ocs.ciemat.es/EPS2007PAP/pdf/P2.060.pdf
  8. Dnestrovskij Yu.N., Melnikov A.V., Pustovitov V.D. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2009. V. 51. P. 015010.
  9. Diamond P.H., Itoh S.-I., Itoh K., Hahm T.S. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. V. 47. P. R35–R161.
  10. Melnikov A.V. // Nature Phys. 2016. V. 12. P. 386.
  11. Саранча Г.А., Елисеев Л.Г., Мельников А.В., Хабанов Ф.О., Харчев Н.К. // Письма в ЖЭТФ. 2022. Т. 116. № 2. С. 96–102.//Sarancha G.A., Eliseev L.G., Khabanov Ph.O., Kharchev N.K., Melnikov A.V. // JETP Letters. 2022. V. 116. P. 98–104. doi: 10.1134/S0021364022601178.
  12. Vershkov V.A., Shelukhin D.A., Subbotin G.F., Dnestrovskij Yu.N., Danilov A.V., Melnikov A.V., Eliseev L.G., Maltsev S.G., Gorbunov E.P., Sergeev D.S. et al. // Nucl. Fusion. 2015. V. 55. P. 063014.
  13. Andreev V.F., Borschegovskij A.A., Chistyakov V.V., Dnestrovskij Yu.N., Gorbunov E.P., Kasyanova N.V., Lysenko S.E., Melnikov A.V., Myalton T.B., Roy I.N. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2016. V. 58. P. 055008.
  14. Melnikov A.V., Vershkov V.A., Eliseev L.G., Grashin S.A., Gudozhnik A.V., Krupnik L.I., Lysenko S.E., Mavrin V.A., Perfilov S.V., Shelukhin D.A., Soldatov S.V., Ufimtsev M.V., Urazbaev A.O., Van Oost G. and Zimeleva L.G. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2006. V. 48. P. S87.
  15. Seidl J., Krbec J., Hron M., Adamek J., Hidalgo C., Markovic T., Melnikov A.V., Stockel J., Weinzettl V., Aftanas M., Bilkova P., Bogar O., Bohm P., Eliseev L.G., et al. // Nucl. Fusion. 2017. V. 57. P. 126048.
  16. Melnikov A.V., Krupnik L.I., Eliseev L.G., Barcala J.M., Bravo A., Chmyga A.A., Deshko G.N., Drabinskij M.A., Hidalgo C., Khabanov P.O., Khrebtov S.M., Kharchev N.K., Komarov A.D., Kozachek A.S., Lopez J., Lysenko S.E., Martin G., Molinero A., de Pablos J.L., Soleto A., Ufimtsev M.V., Zenin V.N., Zhezhera A.I. // Nucl. Fusion. 2017. V. 57. P. 072004.
  17. Kim C.B. // J. Plasma Phys. 2020. V. 86. P. 905860315.
  18. Белокуров А.А., Абдуллина Г.И., Аскинази Л.Г., Буланин В.В., Жубр Н.А., Корнев В.А., Крикунов С.В., Лебедев С.В., Петров А.В., Разуменко Д.В. // Письма в ЖТФ. 2019. Т. 45. № 15. С. 42–46.//Belokurov A.A., Abdullina G.I., Askinazi L.G., Bulanin V.V., Zhubr N.A., Kornev V.A., Krikunov S.V., Lebedev S.V., Petrov A.V., Razumenko D.V., Tukachinsky A.S., and Yashin A.Yu. // Technical Phys. Lett. 2019. V. 45. P. 783.
  19. Gurchenko A.D. Gusakov E.Z., Niskala P., Altukhov A.B., Esipov L.A., Kiviniemi T.P., Kouprienko D.V., Kantor M.Yu., Lashkul S.I., Leerink S. // EPL. 2015. V. 110. P. 55001.
  20. Pereverzev G.V., Yushmanov P.N. ASTRA: Automated System for Transport Analysis in a Tokamak // Preprint IPP 5/98. Garching, Germany, 2002.
  21. NUBEAM NTCC Module Documentation https://w3.pppl.gov/~pshare/help/nubeam.htm
  22. Dnestrovskij Yu.N., Connor J.W., Cherkasov S.V., Danilov A.V., Dnestrovskij A.Yu., Lysenko S.E., Roach C.M. and Walsh M. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2007. V. 49. P. 1477.
  23. Dnestrovskij Yu.N. Self-Organization of Hot Plasmas // Springer International Publishing, Switzerland, 2015.//Днестровский Ю.Н. Самоорганизация горячей плазмы. М.: НИЦ “Курчатовский институт”, 2013. 172 с.
  24. Danilov A.V., Dnestrovskij Yu.N., Melnikov A.V., Cherkasov S.V., Eliseev L.G., Dnestrovskij A.Yu., Lysenko S.E., Subbotin G.F., Vershkov V.A., Havlíček J., Urban J., Stöckel J., Bílková P., Böhm P., Šos M., Hron M., Komm M., Pánek R. et al. Heat and particle transport simulation in COMPASS and T-10 with Canonical Profiles Transport Model // Proc. 45th EPS Conf. on Plasma Physics, 2–6 July 2018, Prague, Czech Republic, ECA. V. 42A. P5.1088. http://ocs.ciemat.es/EPS2018PAP/pdf/P5.1088.pdf
  25. Днестровский Ю.Н., Грязневич М.П., Днестровский А.Ю., Коннор Дж.В., Лысенко С.Е., Тарасян К.Н., Черкасов С.В., Уолш М.Дж. // Физика плазмы. 2000. Т. 26. С. 579–589.//Dnestrovskij Yu.N., Gryaznevich M.P., Dnestrovskij A.Yu., Connor J.W., Lysenko S.E., Tarasyan K.N., Cherkasov S.V., and Walsh M.J. // Plasma Phys. Rep. 2000. V. 26. P. 539.
  26. Kurskiev G.S., Miroshnikov I.V., Sakharov N.V., Gusev V.K., Petrov Yu.V., Minaev V.B., Balachenkov I.M., Bakharev N.N., Chernyshev F.V., Goryainov V. Yu. et al. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. P. 104002.
  27. Касьянова Н.В., Днестровский Ю.Н., Мельников А.В. // Физика плазмы. 2024. Т. 50. C. 283.//Kasyanova N.V., Dnestrovskij Yu.N., Melnikov A.V. // Plasma Phys. Rep. 2024. V. 50. P. 322. doi: 10.1134/S1063780X24600208.
  28. Melnikov A.V., Sushkov A.V., Belov A.M., Dnestrovskij Yu.N., Eliseev L.G., Ivanov D.P., Kirneva N.A., Korobov K.V., Krupin V.A., Lysenko S.E., Mukhovatov V.S., Mustafin N.A. et al. // Fusion Eng. Design. 2015. V. 96–97. P. 306. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920379615301095
  29. Леонов В.М. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2016. Т. 39. № 3. С. 73.
  30. Seidl J., Hron M., Adamek J., Vondracek P., Horacek J., Hidalgo C., Melnikov A., Eliseev L., Markovic T., Stöckel J., Basu D., Hacek P., Havlicek J., Imríšek M., Kovarik K., Weinzett V., Panek R. and COMPASS Team. Observation of geodesic acoustic mode-like oscillations on COMPASS // Proc. 42th EPS Conference on plasma physics, 22–26 June 2015, Lisbon, ECA, V. 39E. P-4.103. http://ocs.ciemat.es/EPS2015PAP/pdf/P4.103.pdf
  31. Markovic T., Melnikov A., Seidl J., Eliseev L, Havlicek J., Havranek A., Hron M., Imrisek M., Kovarik K., Mitosinkova K., Mlynar J., Naydenkova D., Panek R., Stokel J., Varju J., Weinzettl V. Alfvén-character oscillations in ohmic plasmas observed on the COMPASS tokamak // Proc. 44th EPS Conference on Plasma Physics, 26–30 June 2017, Belfast, ECA. V. 41F. P-5.140. http://ocs.ciemat.es/EPS2017PAP/pdf/P5.140.pdf
  32. Melnikov A.V., Markovic T., Eliseev L.G., Adámek J., Aftanas M., Bilkova P., Boehm P., Gryaznevich M., Imrisek M., Lysenko S.E., Medvedev S.Yu., Panek R., Peterka M., Seidl J., Stefanikova E., Stockel J., Weinzettl V. and the COMPASS team // Plasma Phys. Control. Fusion. 2015. V. 57. P. 065006.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024