Details

Данная работа посвящена созданию нового геометрико-оптического кода, рассчитывающего распространение и поглощение волн промежуточного частотного диапазона в плазме токамака, а также анализу влияния методов интегрирования уравнений Гамильтона на профили энерговыделения. В результате сравнения установлено, что симплектические методы интегрирования оказываются вычислительно неоправданно затратными, и их целесообразно заменить методами с проекцией на многообразие нулевого гамильтониана. Тем не менее результаты, получаемые с проекцией и без неё, остаются чрезвычайно близкими, а различия в профилях энерговыделения в среднем не превосходят 1% от величины полной поглощённой мощности. Результаты данной работы могут быть использованы для дальнейшего совершенствования разработанной численной системы, которая способна предсказывать величину и локализацию поглощённой мощности, что, без преувеличения, является важной характеристикой для задач управляемого термоядерного синтеза.

The given work is devoted to the development of a new geometric optics code that calculates the propagation and absorption of waves in the intermediate frequency range in laboratory plasma, and to the analysis of the influence of integration methods for Hamilton’s equations on power deposition profiles. The comparison shows that symplectic integration methods turn out to be computationally unjustifiably expensive and should be replaced by methods with projection of the solution onto the zero-Hamiltonian manifold. Nevertheless, the results obtained with and without projection remain extremely close, and the differences in power deposition profiles do not exceed, on average, 1% of the total absorbed power. The results of this work can be used for further improvement of the developed numerical system, which is capable of predicting the value and localization of the absorbed power - characteristic that is, without exaggeration, of great importance for fusion applications.

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
  • 1.1. Необходимость дополнительного нагрева плазмы
  • 1.2. Требования к методам нагрева и генерации тока
  • 1.3. Обзор кодов для моделирования ВЧ нагрева
    • 1.3.1. GENRAY
    • 1.3.2. FRTC
  • 1.4. Симплектические методы интегрирования уравнений
    • 1.4.1. Случай разделяемого гамильтониана
    • 1.4.2. Случай неразделяемого гамильтониана
  • 1.5. Выводы и постановка задач
• ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
  • 2.1. Лучевые уравнения
  • 2.2. Система координат
  • 2.3. Модели тензора диэлектрической проницаемости
  • 2.4. Модель поглощения энергии ВЧ волн
  • 2.5. Магнитное поле и параметры плазмы
  • 2.6. Начальные условия для лучевых уравнений
  • 2.7. Закон отражения лучей
  • 2.8. Метод усреднения
• ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
  • 3.1. Разработанный код IRIS: структура и особенности
  • 3.2. Тестирование и верификация кода IRIS
  • 3.3. Результаты численного исследования
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ