Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время во всем мире строится и проектируется большое число крупных тороидальных установок, которые, как предполагается, будут работать в режиме, близком к реакторному. При экстраполяции на область термоядерных параметров имеющихся теоретических и экспериментальных результатов возникает ряд проблем. В частности, требуется предсказать профили плотности и температуры плазмы и оценить уровень потерь частиц и энергии в ловушке, т.е. построить транспортную модель установки.
Транспортная модель стелларатора может быть получена в рамках неоклассической теории переноса. Ее основу составлят одномерная система диффузионных уравнений баланса частиц и энергии на магнитных поверхностях. Сама форма уравнений баланса как уравнений диффузии предполагает, что потоки частиц и энергии выражаются через градиенты давления, температуры и потенциала с заданной матрицей переноса.
Изучение процессов переноса в аксиально-несимметричных системах стимулировало развитие численных методов решения дрейфового кинетического уравнения. Современный способ получения транспортной матрицы состоит в численном решении кинетического уравнения с последующей сверткой результатов в коэффициенты переноса. На этом пути удается учесть важнейший фактор - реальную магнитную конфигурацию прибора. В этой связи, задача численного решения уравнения переноса в аксиально-несимметричных системах с целью получения транспортных коэффициентов представляется весьма актуальной.
Целью работы является создание численного метода определения коэффициентов диффузии локально-запертых частиц в аксиально-несимметричных системах и проведение вычислительных экспериментов по исследованию зависимости
коэффициентов диффузии от частоты столкновений, радиального электрического поля и различных неоднородностей магнитного поля.
Научная новизна и практическая значимость работы.
Основные результаты диссертации являются новыми и представляют практический интерес с точки зрения построения и реализации метода Монте-Карло и его применения для изучения процессов переноса в стеллараторе.
На основе метода стохастических дифференциальных уравнений создан код для расчета коэффициентов диффузии локально-запертых частиц.
Предложенный в данной работе метод был использован для вычисления коэффициентов диффузии в аксиально-несимметричной тороидальной ловушке в режиме очень редких столкновений. Метод был также успешно использован для расчета коэффициента диффузии ионов и электронов в установке "Ураган-2М"., создаваемой в ХФТИ.
Полученные в работе результаты могут быть использованы
для оптимизации удерживающих свойств тороидальных магнитных
ловушек. . ,-
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции по теории плазмы СЗвенигород, 1988), на Международной рабочей группе по теории термоядерной плазмы СШвейцария. 19883, на Советско-Американском совещании по стеллараторам С Москва, 1989), на 12 Международной конференции МАГАТЭ по физике плазмы и управляемому синтезу СФранция, 1988), на 8 Международной конференции МАГАТЭ по стеллараторам СХарьков, 1991).
Публикации. Основные результаты работы отражены в 9 публикациях, выиедших из печати. Список приведен в конце реферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, и заключения. Общий объем ПО страниц, в том числе 20 рисунков. Библиография содержит 86
наименований.
