Free-Boundary Plasma Equilibrium Computation
in Spherical Globus-M2 Tokamak by Means of the pyGSS Code

E. O. Kiselev; Киселев Е. О.; I. M. Balachenkov; Балаченков И. М.; N. N. Bakharev; Бахарев Н. Н.; V. I. Varfolomeev; Варфоломеев В. И.; V. K. Gusev; Гусев В. К.; N. S. Zhiltsov; Жильцов Н. С.; O. A. Zenkova; Зенкова О. А.; A. A. Kavin; Кавин А. А.; G. S. Kurskiev; Курскиев Г. С.; V. B. Minaev; Минаев В. Б.; I. V. Miroshnikov; Мирошников И. В.; M. I. Patrov; Патров М. И.; Yu. V. Petrov; Петров Ю. В.; N. V. Sakharov; Сахаров Н. В.; O. M. Skrekel; Скрекель О. М.; V. V. Solokha; Солоха В. В.; A. Yu. Telnova; Тельнова А. Ю.; E. E. Tkachenko; Ткаченко Е. Е.; V. A. Tokarev; Токарев В. А.; E. A. Tukhmeneva; Тюхменева Е. А.; N. A. Khromov; Хромов Н. А.; P. B. Shchegolev; Щеголев П. Б.

doi:10.31857/S0367292123601224

РАСЧЕТ РАВНОВЕСИЯ СО СВОБОДНОЙ ГРАНИЦЕЙ В СФЕРИЧЕСКОМ ТОКАМАКЕ ГЛОБУС-М2 С ПОМОЩЬЮ КОДА PYGSS

Авторы: Киселев Е.О.¹^,2, Балаченков И.М.¹, Бахарев Н.Н.¹, Варфоломеев В.И.¹, Гусев В.К.¹, Жильцов Н.С.¹, Зенкова О.А.¹^,2, Кавин А.А.³, Курскиев Г.С.¹, Минаев В.Б.¹, Мирошников И.В.¹, Патров М.И.¹, Петров Ю.В.¹, Сахаров Н.В.¹, Скрекель О.М.¹, Солоха В.В.¹, Тельнова А.Ю.¹, Ткаченко Е.Е.¹, Токарев В.А.¹, Тюхменева Е.А.¹, Хромов Н.А.¹, Щеголев П.Б.¹
Учреждения:
1. Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе
2. Политехнический университет Петра Великого
3. НИИЭФА им. Д.В. Ефремова
Выпуск: Том 49, № 12 (2023)
Страницы: 1357-1374
Раздел: ТОКАМАКИ
URL: https://permmedjournal.ru/0367-2921/article/view/668902
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292123601224
EDN: https://elibrary.ru/CHJYYZ
ID: 668902

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Приведено описание кода равновесия со свободной границей pyGSS для сферического токамака Глобус-М2. В качестве входных параметров используются токи в обмотках электромагнитной системы, их координаты, ток плазмы, положение лимитера и токопроводящей стенки и т. д. В ходе работы кода подбираются свободные параметры, определяющие пространственное распределение равновесного давления и плотности тока так, чтобы результаты реконструкции соответствовали экспериментальным измерениям полоидального магнитного потока тороидально замкнутыми петлями. Приводятся результаты расчета равновесия в сравнении с другими кодами, а также в сравнении с экспериментальными измерениями тепловой энергии плазмы, положения внешней ноги сепаратрисы, сигнала диамагнитной петли и т.д.

Ключевые слова

сферический токамак, высокотемпературная плазма, равновесие, уравнение Гр-эда–Шафранова

Список литературы

Shafranov V.D. // JETP. 1958. V. 33. P. 710.
Grad H., Rubin H. // Proc. 2nd Int. Conf. on the Peaceful Uses of Atomics Energy. 1958. V. 31 P. 1901.
Hawryluk R. // Course on Physics of Plasma Close to Thermonuclear Conditions. Varenna, Italy 1979.
Pereverzev G.V., Yushmanov P.N. // IPP-Report. 2002. IPP 5/98.
Dannert T., Jenko F. // Phys. Plasmas. 2005. V. 12. P. 072309.
Peeters A.G., Camenen Y., Casson F.J., Hornsby W.A., Snodin A.P., Strintzi D., Szepesi G. // Computer Phys. Communications. 2009. V. 180. P. 2650.https://doi.org/10.1016/j.cpc.2009.07.001
Luetjens H., Bondeson A., Sauter O. // Computer Phys. Communications. 1996. V. 97. P. 219.
Lao L.L., John H. St., Stambaugh R.D., Kellman A.G., Pfeiffer W. // Nuclear Fusion. 1985. V. 25. P. 1611.
Иванов А.А., Мартынов А.А., Медведев С.Ю., Пошехонов Ю.Ю., Коновалов С.В., Хайрутдинов Р.Р. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2014. Т. 37. В. 1.
Jardin S.C., Pomphrey N., Delucia J. // J. Computational Phys. 1986. V. 66. P. 481.
Masayoshi S., Lukash V., Khayrutdinov R., Neyatani Y. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2004. V. 46. P. 1581.
Crotinger J., LoDestro L., Pearlstein L., Tarditi A., Cas-per T., Hooper E. // LLNL Report UCRL-ID126284, available from NTIS #PB2005-102154. 1997.
Bonnin X., Dekeyser W., Pitts R., Coster D. // Plasma Fusion Res. 2016. V. 11. P. 1403102.
Dudson B.D., Umansky M.V., Xu X.Q., Snyder P.B., Wilson H.R. // Commun. Comput. Phys. 2009. V. 180. P. 1467.
Pankin A., McCune D., Andre R., Bateman G., Kritz A. // Computer Phys. Communications. 2004. V. 159. P. 157.
Geiger B., Stagner L., Heidbrink W.W., Dux R., Fi-scher R., Fujiwara Y., Garcia A.V., Jacobsen A.S., Vuu-ren A. Jansen van, Karpushov A.N., Liu D., Schnei-der P.A., Sfiligoi I., Poloskei P.Zs., Weiland M. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2020. V. 62 P. 105008.
https://github.com/D3DEnergetic/FIDASIM.
Гусев В.К., Голант В.Е., Гусаков Е.З., Дьяченко В.В., Ирзак М.А., Минаев В.Б., Мухин Е.Е., Новохац-кий А.Н., Подушникова К.А., Раздобарин Г.Т., Сахаров Н.В., Трегубова Е.Н., Узлов В.С., Щербинин О.Н., Беляков В.А., Кавин А.А., Косцов Ю.А., Кузьмин Е.Г., Сойкин В.Ф., Кузнецов Е.А., Ягнов В.А. // ЖТФ. 1999. Т. 69. С. 58.
Gusev V.K., Bakharev N.N., Belyakov V.A., Ber B.Y., Bondarchuk E.N., Bulanin V.V., Bykov A.S., Cherny-shev F.V., Demina E.V., Dyachenko V.V., Goncharov P.R., Gorodetsky A.E., Gusakov E.Z., Iblyaminova A.D., Iva-nov A.A., Irzak M.A., Kaveeva E.G., Khitrov S.A., Khokhlov M.V., Khromov N.A., Kolmogorov V.V., Kor-nev V.A., Krasnov S.V., Kurskiev G.S., Labusov A.N., Lepikhov S.A., Litunovsky N.V., Mazul I.V., Melnik A.D., Mikov V.V., Minaev V.B., Mineev A.B., Mironov M.I., Miroshnikov I.V., Mukhin E.E., Novokhatsky A.N., Ovsyannikov A.D., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Rozhansky V.A., Sakharov N.V., Saveliev A.N., Senichenkov I.Yu., Sergeev V.Yu., Shchegolev P.B., Shcherbi-nin O.N., Shikhovtsev I.V., Tanaev V.S., Tanchuk V.N., Tolstyakov S.Y., Varfolomeev V.I., Vekshina E.O., Voronin A.V., Voskoboinikov S.P., Wagner F., Yashin A.Y., Zadvitskiy G.V., Zakharov A.P., Zalavutdinov R.K., Zhi-lin E.G. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2015. V. 58. P. 014032.https://doi.org/10.1088/0029-5515/55/10/104016
Minaev V.B., Gusev V.K., Sakharov N.V., Varfolomeev V.I., Bakharev N.N., Belyakov V.A., Bondarchuk E.N., Brunkov P.N., Chernyshev F.V., Davydenko V.I., Dyachen-ko V.V., Kavin A.A., Khitrov S.A., Khromov N.A., Kise-lev E.O., Konovalov A.N., Kornev V.A., Kurskiev G.S., Labusov A.N., Melnik A.D., Mineev A.B., Mironov M.I., Miroshnikov I.V., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Rozhan-sky V.A., Saveliev A.N., Senichenkov I.Yu., Shchego-lev P.B., Shcherbinin O.N., Shikhovtsev I.V., Sladkomedova A.D., Solokha V.V., Tanchuk V.N., Telnova A.Yu., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Zhilin E.G. // Nuclear Fusion. 2017. V. 57. P. 066047.https://doi.org/10.1088/1741-4326/aa69e0
Vasiliev V.I., Kostsov Yu.A., Lobanov K.M., Makaro-va L.P., Mineev A.B., Gusev V.K., Levin R.G., Petrov Yu.V., Sakharov N.V. // Nuclear Fusion. 1997. V. 46. P. S625.
Jeon Y.M. // J. Korean Phys. Society. 2015. V. 67. P. 843. https://doi.org/10.3938/jkps.67.843
https://github.com/freegs-plasma/freegs.
Galkin S.A., Ivanov A.A., Medvedev S.Yu., Poshekhonov Yu.Yu. // Nuclear Fusion. 1997. V. 37. P. 1455.
Курскиев Г.С., Жильцов, Коваль А.Н., Корнев А.Ф., Макаров А.М., Мухин Е.Е., Петров Ю.В., Саха-ров Н.В., Соловей В.А., Ткаченко Е.Е., Толстяков С.Ю., Чернаков П.В. // Письма в ЖТФ. 2021. Т. 47. С. 24.
Zhiltsov N.S. 2022 submitted to Nuclear Fusion.
Avdeeva G.F., Miroshnikov I.V., Bakharev N.N., Kurskiev G.S., Patrov M.I., Sergeev V.Yu., Schegolev P.B. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 666. P. 012002.
Larionova M.M., Miroshnikov I.V., Gusev V.K., Mina-ev V.B., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Schegolev P.B., Telnova A.Yu., Bakharev N.N. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1400. P. 077018.https://doi.org/10.1088/1742-6596/1400/7/077018
Тельнова А.Ю., Мирошников И.В., Митранкова М.М., Бахарев Н.Н., Гусев В.К., Жильцов Н.С., Киселев Е.О., Курскиев Г.С., Минаев В.Б., Петров Ю.В., Саха-ров Н.В., Щеголев П.Б., Тюхменева Е.А. // Письма ЖТФ. 2021. Т. 47. С. 25.https://doi.org/10.21883/PJTF.2021.09.50903.18618
Petrov Yu.V., Gusev V.K., Sakharov N.V., Minaev V.B., Varfolomeev V.I., Dyachenko V.V., Balachenkov I.M., Bakharev N.N., Bondarchuk E.N., Bulanin V.V., Chernyshev F.V., Iliasova M.V., Kavin A.A., Khilkevitch E.M., Khromov N.A., Kiselev E.O., Konovalov A.N., Kor-nev V.A., Krikunov S.V., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Miroshnikov I.V., Novokhatskii A.N., Zhiltsov N.S., Patrov M.I., Petrov A.V., Ponomarenko A.M., Shulyati-ev K.D., Shchegolev P.B., Shevelev A.E., Skrekel O.M., Telnova A.Yu., Tukhmeneva E.A., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Voronin A.V., Yashin A.Yu., Bagryansky P.A., Zhilin E.G., Goryainov V.A. // Nuclear Fusion. 2022. V. 62. P. 042009.https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac27c7
Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П. Математическое моделирование плазмы // М., Наука, 1982.
Sabbagh S.A., Kayeb S.M., Menardb J., Paolettia F., Bellb M., Bellb R.E., Bialeka J.M., Bitterb M., Fredricksonb E.D., Gatesb D.A., Glasserc A.H., Kugelb H., Laod L.L., LeBlancb B.P., Maingie R., Maquedac R.J., Mazzucatob E., Muellerb D., Onob M., Paulb S.F., Penge M., Skinnerb C.H., Stutmanf D., Wurdenc G.A., Zhua W., NSTX Research Team // Nuclear Fusion. 2001. V. 41. P.1601.
Kreyszig E. Advanced Engineering Mathematics, 8th Edition. John Wiley & Sons, 1998.
Tikhonov A.N., Arsenin V.Y. Solutions of Ill-posed Problems. Washington: Winston and Sons, 1977.
Johnson J.L., Dalhed H.E., Greene J.M., Grimm R.C., Hsieh Y.Y., Jardin S.C., Manickam J., Okabayashi M., Storer R.G., Todd A.M.M., Voss D.E., Weimer K.E. // J. Comp. Phys. 1979. V. 32. P. 212.
https://github.com/bayesian-optimization/BayesianOptimization.
https://w3.pppl.gov/ntcc/TORAY/G_EQDSK.pdf.