Гирокинетические расчеты тепловых потоков в омическом разряде токамака Т-10
- Авторы: Исаев М.Ю.1, Ануарулы O.2, Куянов А.Ю.1, Смирнов Д.В.1
-
Учреждения:
- НИЦ «Курчатовский институт»
- Казахский национальный университет им. Аль-Фараби
- Выпуск: Том 50, № 8 (2024)
- Страницы: 823-841
- Раздел: ТОКАМАКИ
- URL: https://gynecology.orscience.ru/0367-2921/article/view/677453
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292124080018
- EDN: https://elibrary.ru/OBJEGQ
- ID: 677453
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Приводятся результаты первых гирокинетических расчетов аномальных тепловых потоков в плазме токамака Т-10, полученные для типичных условий разряда с омическим нагревом #71568. Расчеты выполнены в суперкомпьютерном центре Курчатовского института. В качестве входных данных используются экспериментально измеренные профили электронной плотности и температуры, профили ионной температуры с большим градиентом, приводящие к так называемой ITG (Ion Temperature Gradient) турбулентности, а также измеренные с помощью активной диагностики CXRS (Charge eXchange Recombination Spectroscopy) профили плотностей примесей углерода и кислорода. “Экспериментальные” потоки тепла электронов и ионов оцениваются из условия теплового баланса с помощью транспортного кода ASTRA. Приводится аналитическая зависимость тепловых потоков от эффективного заряда плазмы. Гирокинетические расчеты аномальных электронных и ионных тепловых потоков впервые проводятся для токамака Т-10. Используется известный гирокинетический код GENE в так называемом линейном и нелинейном приближении с фиксированными градиентами плотности и температуры c учетом влияния примесей углерода и кислорода. Найдена линейная зависимость тепловых потоков от эффективного заряда плазмы, исследуется чувствительность результатов к погрешностям входных параметров. Результаты гирокинетических расчетов для токамака Т-10 сравниваются с результатами, полученными для установок с аналогичными входными параметрами. Проведено сравнение гирокинетических расчетов тепловых потоков, выполненных с помощью кода GENE, c результатами расчетов кода CONTRA-T, предназначенного для самосогласованного моделирования низкочастотной турбулентности и транспортных процессов в токамаках с большим аспектным отношением. Полученное в работе хорошее соответствие между результатами расчетов переноса с помощью кодов ASTRA, GENE, CONTRA-T, основанных на различных транспортных моделях для омического разряда токамака c Т-10 с круглым сечением, дает основание для дальнейшего моделирования транспортных процессов в плазме с дополнительным нагревом и более сложной формой сечения плазменного шнура.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
М. Ю. Исаев
НИЦ «Курчатовский институт»
Автор, ответственный за переписку.
Email: isaev_my@nrcki.ru
Россия, Москва
O. Ануарулы
Казахский национальный университет им. Аль-Фараби
Email: isaev_my@nrcki.ru
Казахстан, Алматы
А. Ю. Куянов
НИЦ «Курчатовский институт»
Email: isaev_my@nrcki.ru
Россия, Москва
Д. В. Смирнов
НИЦ «Курчатовский институт»
Email: isaev_my@nrcki.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Hinton F.L. and Hazeltine R.D. // Review of Modern Physics. 1976. V. 48. No. 2, P. 239.
- Yushmanov P.N., Takizuka T., Riedel K.S., Kardaun O.J., Cordey J.G., Kaye S.M. and Post D.E. // Nucl. Fusion. 1990. V. 30, No. 10. P. 1999.
- Vershkov V.A., Sarychev D.V., Notkin G.E., Shelukhin D.A., Buldakov M.A., Dnestrovskij Yu.N., Grashin S.A., Kirneva N.A., Krupin V.A., Klyuchnikov L.A., Melnikov A.V., Neudatchin S.V., Nurgaliev M.R., Pavlov Yu.D., Savrukhin P.V. and T-10 team. // Nucl. Fusion. 2017. V. 57. P. 102017.
- Dimits A.M., Bateman G., Beer M.A., Cohen B.I., Dorland W., Hammett G.W., Kim C., Kinsey J.E., Kotschenreuther M., Kritz A.H., Lao L.L., Mandrekas J., Nevins W.M., Parker S.E., Redd A.J., Shumaker D.E., Sydora R., and Weiland J. // Physics of Plasmas. 2000. V. 7. P. 969.
- Jenko F., Dorland W. and Kotschenreuther M. // Physics of Plasmas. 2000. N. 7. P. 1904.
- Lapillone X., Brunner S., Dannert T., Jolliet S., Matinoni A., Villard L., Goerler T., Jenko F., and Merz F. // Physics of Plasmas. 2009. V. 16. P. 032308.
- Citrin J., Arnichand H., Bernardo J., Bourdelle C., Garbet X., Jenko F., Hacquin S., Pueschel M.J., and Sabot R. // Plasma Phys. Cont. Fusion. 2017. V. 59. P. 064010.
- Creely A.J., Goerler T., Conway G.D., Freethy S.J., Howard N.T., Schneider P.A., W hite A.E., Will ensdorfer M. and The ASDEX Upgrade Team. // Nucl. Fusion. 2018. V. 58. P. 126001.
- Citrin J., Jenko F., Mantica P., Toss D., Bourdelle C., Dumont R., Garcia J., Haverkort J.W., Hogeweij G.M.D., Johnson T., Pueschel M.J. and JET-EFDA contributors. // Nucl.Fusion. 2014. V. 54. P. 023008.
- Klyuchnikov L.A., Krupin V.A., Nurgaliev M.R., Korobov K.V., Nemets A.R., Dnestrovskij A.Yu., Tugarinov S.N., Serov S.V., Naumenko N.N. // Rev. Sci. Instrum. 2016. V. 87. P. 053506.
- Pereverzev G.V., Yushmanov P.N. Preprint IPP. 2002. 5/98.
- Vershkov V.A., Buldakov M.A., Subbotin G.F., Shelukhin D.A., Melnikov A.V., Eliseev L.G., Kharchev N.K., Khabanov P.O., Drabinskiy M.A., Sergeev D.S., Myalton T.B., Trukhin V. M., Gorshkov A.V., Belbas I.S., Asadulin G.M. // Nucl. Fusion. 2019. V. 59. P. 066021.
- Nurgaliev M.R., Krupin V.A., Klyuchnikov L.A., Nemets A.R., Zemtsov I.A., Dnestrovskiy A.Yu., Borschegovskiy A.A., Kislov A.Ya., Sarychev D.V., Solovev N.A., Trukhin V.M., Pimenov I., Sergeev D.S., Myalton T.B., Tugarinov S.N., Naumenko N.N. // Proc. 46 th EPS Conference on Plasma Physics, Milan, Italy, P5.1078, July 2019.
- Krupin V.A., Nurgaliev M.R., Nemets A.R., Zemtsov I.A., Khabanov P. O., Drabinskiy M.A., Lysenko S.E., Melnikov A.V., Myalton T.B., Sergeev D.S., Solovev N.A., Sarychev D.V., Ryjakov D.V., Tugarinov S.N., Naumenko N.N. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 062508.
- Houlberg W.A., Shaing K.C., Hirshman S.P., Zarnstorff M.C. // Phys. Plasmas. 1997. V. 4. P. 3230.
- Krupin V.A., Klyuchnikov L.A., Nurgaliev M.R., Nemets A.R., Zemtsov I.A., Dnestrovskiy A.Yu., Grashin S.A., Kislov A.Ya., Myalton T.B., Sarychev D.V., Sergeev D.S., Solovev N.A. and Trukhin V.M. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2020. V. 62. P. 025019.
- Hirshman S.P., Hawryluk R.J. and Birge B. // Nucl. Fusion. 1977. V. 17. P. 611.
- Dux R. / Preprint IPP. 2006. 10/30.
- Spitzer L., Harm R. // Phys. Review. 1953. V. 89. No. 5, P. 977.
- Sauter O., Angioni C. and Lin-Liu Y. R. // Physics of Plasmas. 1999. V. 6. P. 2834.
- Hey J. D., Lie Y. T., Rusbüldt D., Hintz E. // Contributions to Plasma Physics. 1994. V. 34. No. 6. P. 725.
- Брагинский С. И. Вопросы теории плазмы / Под ред. M. A. Леонтовича. М.: Госатомиздат. 1963. Вып. 1. С. 183.
- Huba J.D. NRL Plasma Formulary.2011. ht tp: //wwwppd.nrl.navy.mil/nrlformulary .
- http: //genecode.org
- http: //computing.kiae.ru
- Balay S., Buschelman K., Eijlhout V., Gropp W.D., Kaushik D., Knepley M.G., McInnes L.C., Smith B.F. and Honh Zhang. // PETSc User Manual, 2004. ANL-95/11 – Rev.2.1.5.
- Miller R.L., Chu M.S., Greene J.M., Lin-Liu Y.R., Waltz R.E. // Phys. of Plasmas, 1998. V. 5. P. 973.
- Peeters A.G., Angioni C., Apostoliceanu M., Jenko F., Ryter F. // Phys. Of Plasmas. 2005. V. 12. P. 022505.
- Isaev M.Y., Anuaruly О., Brunner S., Goerler Т., Nurgaliev М.R., Pueschel M.J., Smirnov D.V., Teslyuk A.B. // Proc. XLIX Zvenigorod International Conference on Plasma Physics and Controlled Fusion, Zvenigorod, Russia, 20.3.2022. P. 20.
- Vershkov V.A., Buldakov M.A., Subbotin G.F., Shelukhin D.A., Melnikov A.V., Eliseev L.G., Kharchev N.K., Khabanov P.O., Drabinskiy M.A., Sergeev D.S., Myalton T.B., Trukhin V.M., Gorshkov A.V., Belbas I.S. and Asadulin G.M. // Nucl. Fusion. 2019. V. 59. P. 066021.
- Пастухов В.П., Смирнов Д.В., Чудин Н.В. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. № 7. C. 609.
- Pastukhov V. P., Chudin N.V., Smirnov D.V. // Plasma Physics and Controlled Fusion, 2011, 53, 054015.
- Пастухов В.П., Кирнева Н.А., Смирнов Д.В. // Физика плазмы 2019. Т. 45. № 12. С. 1072.
- Isaev M.Y., Leonov V.M., Medvedev S.Y. // Fusion Science and Technol. 2019. V. 75. P. 218.
Дополнительные файлы
