为分析托卡马克等离子体中的等离子体旋转和输运特性而开发的新代码

导读 近日,中国科学院合肥物质科学研究院吕波教授和BAE Cheonho博士领导的团队开发了一种新的代码,分析了托卡马克等离子体中的多流体等离子体...

近日,中国科学院合肥物质科学研究院吕波教授和BAE Cheonho博士领导的团队开发了一种新的代码,分析了托卡马克等离子体中的多流体等离子体旋转和输运特性,包括实验性先进超导托卡马克(EAST)。

该成果发表在 《计算机物理通讯》杂志上。

Bae 博士说:“我们将这个计算代码命名为 TransROTA,它提供了环形旋转托卡马克等离子体中角动量平衡中所有扭矩项的计算,从而提高了不可测量离子速度的预测精度,并允许研究许多有趣的等离子体物理”。

等离子体旋转在聚变实验中发挥着至关重要的作用,特别是在控制磁流体动力学不稳定性、抑制湍流增长以及影响 LH 跃迁和杂质传输等过程方面。预测和控制等离子体旋转速度是实现稳定和高性能运行的关键挑战。

在这项研究中,研究人员修改了 Stacey-Sigmar 的等离子体旋转模型,使其不易受到数值不稳定的影响,应用了升级的数值方案,并用各种 EAST 放电对其进行了测试。

这一修改提高了所有已求解方程之间的新耦合对数值爆炸的抵抗力。这种同步的有效性得到了验证,使得该代码适用于现代托卡马克产生的大多数等离子体。

因此,TransROTA 成为一种用户友好的代码,不仅可以计算重要离子的旋转速度,还可以预测角动量平衡中的各个扭矩。TransROTA 的可用计算为研究详细物理提供了一个出色的工具,并且可以与简化模型方法结合使用以最大限度地发挥其功能。

该团队表示,该程序的开发为进一步开展理论和仿真研究奠定了基础。

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