MATHEMATICAL MODEL OF PLASMA TRANSFER IN A HELICAL MAGNETIC FIELD

G. G. Lazareva; Лазарева Г. Г.; I. P. Oksogoeva; Оксогоева И. П.; A. V. Sudnikov; Судников А. В.

doi:10.31857/S2686954323600945

Математическое моделирование переноса плазмы в винтовом магнитном поле

Авторы: Лазарева Г.Г.¹, Оксогоева И.П.¹, Судников А.В.²
Учреждения:
1. Российский университет дружбы народов
2. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук
Выпуск: Том 514, № 1 (2023)
Страницы: 129-134
Раздел: ИНФОРМАТИКА
URL: https://journals.rcsi.science/2686-9543/article/view/247109
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686954323600945
EDN: https://elibrary.ru/ZDEUXI
ID: 247109

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В работе представлена новая математическая модель переноса плазмы в спиральном магнитном поле. Удержание плазмы в установке осуществляется за счет передачи импульса от магнитного поля с винтовой симметрией вращающейся плазме. Математическая модель основана на стационарном уравнении переноса плазмы в аксиально-симметричной постановке. Модель использует экспериментальные данные, полученные на установке СМОЛА, созданной в ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН. Полученное с помощью численного моделирования распределение концентрации вещества подтвердило эффект удержания, полученный в эксперименте. Получены зависимости интегральных характеристик вещества от глубины гофрировки магнитного поля, диффузии и потенциала плазмы. Математическая модель разработана для предсказания параметров удержания плазмы в проектируемых установках со спиральным магнитным полем.

Ключевые слова

математическое моделирование, уравнение переноса, винтовое магнитное поле

Список литературы

Самарский А.А. Численные методы решения многомерных задач механики и физики // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1980. Т. 20. № 6. С. 1416–1464.
Брушлинский К.В., Савельев В.В. Магнитные ловушки для удержания плазмы // Матем. Моделирование. 1999. Т. 11. № 5. С. 3–36.
Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П. Математическое моделирование плазмы // Серия “Компьютеры в физике”. М.: Физматлит, 1993.
Бэдсел Ч., Ленгдон А. Физика плазмы и численное моделирование. М.: Энергоатомиздат, 1989.
Сигов Ю.С. Вычислительный эксперимент: мост между прошлым и будущим физики плазмы. Избранные труды. М.: Физматлит, 2001.
Березин Ю.А., Дудникова Г.И. Численные модели плазмы и процессы пересоединения. М.: Наука, 1985.
Брушлинский К.В., Кондратьев И.А. Математические модели равновесия плазмы в тороидальных и цилиндрических магнитных ловушках // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2018. 020. 20.
Cohen B., Barnes D., Dawson J., Hammett G., Lee W., Kerbel G., Leboeuf J., Liewer P., Tajima T., Waltz R. The numerical tokamak project: simulation of turbulent transport // Comput. Phys. Commun. 1995. V. 87. I. 1–2. P. 1–15.
Грубер Р., Дегтярев Л.М., Купер А., Мартынов А.А., Медведев С.Ю., Шафранов В.Д. Трехмерная модель равновесия плазмы с полоидальным представлением магнитного поля // Физика плазмы. 1996. Т. 22. № 3. С. 204.
Бурдаков А.В., Поступаев В.В. Многопробочная ловушка: путь от пробкотрона Будкера к линейному термоядерному реактору // У.Ф.Н. 2018. Т. 188. № 6. С. 651–671.
Bagryansky P.A., Beklemishev A.D., Postupaev V.V. Encouraging Results and New Ideas for Fusion in Linear Traps // J. Fusion Energy. 2019. V. 38. P. 162–181.
Berendeev E.A., Dimov G.I., Dudnikova G.I., Ivanov A.V., Lazareva G.G., Vshivkov V.A. Mathematical and experimental simulation of a cylindrical plasma target trap with inverse magnetic mirrors // J. Plasma Phys. 2015. V. 81. I. 5.
Перепёлкина А.Ю., Левченко В.Д., Горячев И.А. Трехмерный кинетический код CFHall для моделирования замагниченной плазмы // Матем. Моделирование. 2013. Т. 25. № 11. С. 98–110.
Астерлин В.Т., Бурдаков А.В., Поступаев В.В. Моделирование динамики плотного излучающего плазменного сгустка для установки ГОЛ-3-II // Сиб. журн. индустр. матем. 1998. Т. 1. № 2. С. 45–50.
Калиткин Н.Н., Костомаров Д.П. Математические модели физики плазмы (обзор) // Матем. моделирование. 2006. Т. 18. № 11. С. 67–94.
Beklemishev A.D. Helicoidal System for Axial Plasma Pumping in Linear Traps // Fusion Sci. Technol. 2013. V. 63. № 1. P. 355–357.
Postupaev V.V., Sudnikov A.V., Beklemishev A.D., Ivanov I.A. Helical mirrors for active plasma flow suppression in linear magnetic traps // Fusion Eng. Des. 2016. V. 106. P. 29–31.
Sudnikov A.V., Ivanov I.A., Inzhevatkina A.A., Larichkin M.V., Lomov K.A., Postupaev V.V., Tolkachev M.S., Ustyuzhanin V.O. Plasma flow suppression by the linear helical mirror system // J. Plasma Phys. 2022. V. 88. № 1.
Beklemishev A.D. Radial and axial transport in trap sections with helical corrugation// AIP Conference Proceedings. 2016. V. 1771.
Lazareva G.G., Oksogoeva I.P., Sudnikov A.V. Mathematical Modeling of Plasma Transport in a Helical Magnetic Field // Lobachevskii J. Math. 2022. V. 43. № 10. P. 2685–2691.
Брушлинский К.В., Жданова Н.С. Расчет осесимметричных МГД-течений в канале с внешним продольным магнитным полем // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2006. Т. 46. № 3. С. 550–559.
Sudnikov A.V., Beklemishev A.D., Postupaev V.V., Burdakov A.V., Ivanov I.A., Vasilyeva N.G., Kuklin K.N., Sidorov E.N. SMOLA device for helical mirror concept exploration // Fusion Eng. Des. 2017. V. 122. P. 86–93.
Сковородин Д.И., Черноштанов И.С., Амиров В.Х. и др. Газодинамическая многопробочная ловушка ГДМЛ. Н.: Препринт ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН, 2023.
Самарский А.А., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. М.: Наука, 1978.
Самарский А.А., Мажукин В.И., Матус П.П., Шишкин Г.И. Монотонные разностные схемы для уравнений со смешанными производными// Матем. Моделирование. 2001. Т. 13. № 2. С. 17–26.