Download or read book Simulation eul rienne de Vlasov pour l tude de la turbulence ionique dans les plasmas de tokamak written by Gilles Depret and published by . This book was released on 1999 with total page 126 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La réaction de fusion thermonucléaire contrôlée est un moyen d'obtenir de l'énergie à partir de ressources pratiquement illimitées. Les fortes températures de réaction mises en jeu (quelques centaines de millions de degrés) nécessitent de confiner le plasma (gaz de particules ionisées) dans une enceinte immatérielle. Ce confinement est réalisé soit à l'aide de lasers (fusion inertielle), soit à l'aide de champs magnétiques intenses. Nous nous intéressons dans cette thèse à la fusion par confinement magnétique dans les tokamaks et notamment à une instabilité que l'on rend responsable de la dégradation du confinement : l'instabilité d'ions piégés. La configuration magnétique d'un tokamak est telle que les particules suivent les lignes de champ magnétique s'inscrivant sur des tores emboîtés les uns dans les autres. Toutefois, toutes les particules ne présentent pas le même mouvement au sein du plasma et certaines sont ainsi piégées dans des miroirs magnétiques locaux. La présence d'un gradient de température ionique favorise un transfert d'énergie onde-particule à la fréquence de précession des ions piégés et génère ainsi l'instabilité. Nous faisons appel à la simulation numérique pour son étude. Un code Vlasov utilisant une méthode originale de résolution, la méthode semi-Iagrangienne a ainsi été mis au point. La grande stabilité de ce schéma numérique et son adéquation au calcul parallèle nous ont permis de tester avec succès ce code en le comparant au modèle théorique des modes d'ions piégés pour des simulations proches du seuil d'instabilité. En particulier, les taux de croissance issus des simulations sont en très bon accord avec ceux donnés par une théorie linéaire que nous avons développée. Nous sommes donc capable de suivre le développement d'une instabilité et de la caractériser par son seuil, par son taux de croissance et par son comportement en phase de saturation (calcul du flux de chaleur).

Download or read book Simulations num riques de l quation de Vlasov l aide d outils parall les written by Julien Peyroux and published by . This book was released on 2005 with total page 71 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les problèmes liés à l'interaction laser-matière ou la turbulence dans les plasmas de tokamak rencontrée en fusion magnétique impliquent l'étude de plasmas de Vlasov fortement non linéaires et/ou relativistes. Le recours à des outils de simulation performants sur de puissants ordinateurs s'avère nécessaire pour mieux comprendre les mécanismes physiques mis en jeu dans ces deux domaines. Le développement de méthodes non particulaires (ou plus exactement semi-lagrangiennes) pour la résolution des équations cinétiques et en particulier pour l'Étude des interactions ondes-particules reste une voie particulièrement prometteuse compte tenu de l'importance des résultats déjà obtenus. Ce projet a pour objectif de rendre encore plus performantes les résolutions de codes Vlasov grâce à ces divers outils de parallelisation (MPI, OpenMP...), Pour notre travail, un " cas test " simplifié nous a servi de base pour la construction des codes parallèles afin d'obtenir un squelette informatique qui, par la suite, pourra être réutilisé pour des modèles de plus en plus complexes (à plus de quatre variables d'espace des phases). Ce qui permettra de traiter ainsi des situations plus réalistes liées par exemple à l'injection d'impulsions ultra courtes et ultra intenses dans un plasma en fusion inertielle ou encore à l'étude de l'instabilité d'ions piégés, mécanisme maintenant admis comme étant responsable de la génération de la turbulence dans les plasmas de tokamak.

Download or read book Washington Journal written by and published by . This book was released on with total page 21 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Journal of a trip to a GAR encampment in Washington, DC. Very detailed description of his trip to the White House. Includes description of a day spent sight seeing in Cleveland, OH on the return trip to Michigan.

Download or read book Model Reduction for Tokamak Plasma Turbulence written by Camille Gillot and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Optimal control of tokamak plasmas requires efficient and accurate prediction of heat and matter transport. Growing from kinetic resonant instabilities, turbulence saturates by involving many scales, from the small vortex up to the back-reaction on the density and temperature profiles. Self-organisation processes are of particular interest, encompassing spontaneous zonal flow genera- tion and transport by avalanche. First principle numerical simulation codes like GYSELA allow studying the gyro-kinetic evolution of the particle distribution function. The large model size and cost prompts the need for reduction. Removing velocity dimensions is the so-called collisionless closure problem for fluid equations. Earlier approaches are extended and generalised by calling to the dynamical systems and optimal control litterature. In particular, we apply the balanced truncation and rational interpolation to the one-dimensional linear VlasovPoisson problem. The interpolation method features a cheap and versatile formulation, opening the door to wider use for more complex phenomena. Quasi-linear theory is the reference model for turbulent effects. The GYSELA three-dimensional output is analysed to estimate the robustness of linear properties in turbulent filaments. Key quasi-linear quantities carry over to the non-linear regime. Effective velocities and shape of turbulent structures are computed, and match expected group velocities and linear eigenmode. Nevertheless, the turbulent potential spectrum must be specified externally to quasi- linear models. This results in radially travelling unstable linear solutions that share many properties of turbulent avalanches seen in numerical simulations.

Download or read book Boundary Plasma Turbulence Simulations for Tokamaks written by and published by . This book was released on 2008 with total page 41 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The boundary plasma turbulence code BOUT models tokamak boundary-plasma turbulence in a realistic divertor geometry using modified Braginskii equations for plasma vorticity, density (ni), electron and ion temperature (T{sub e}; T{sub i}) and parallel momenta. The BOUT code solves for the plasma fluid equations in a three dimensional (3D) toroidal segment (or a toroidal wedge), including the region somewhat inside the separatrix and extending into the scrape-off layer; the private flux region is also included. In this paper, a description is given of the sophisticated physical models, innovative numerical algorithms, and modern software design used to simulate edge-plasmas in magnetic fusion energy devices. The BOUT code's unique capabilities and functionality are exemplified via simulations of the impact of plasma density on tokamak edge turbulence and blob dynamics.

Download or read book Theory of Tokamak Plasmas written by R.B. White and published by North Holland. This book was released on 1989-08-04 with total page 388 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This is a graduate textbook on tokamak physics, designed to provide a basic introduction to plasma equilibrium, particle orbits, transport, and those ideal and resistive magnetohydrodynamic instabilities which dominate the behavior of a tokamak discharge, and to develop the mathematical methods necessary for their theoretical analysis.

Download or read book Numerical Simulation of Plasmas written by Y.N. Dnestrovskii and published by Springer. This book was released on 2011-12-28 with total page 304 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book is devoted to mathematical modeling of tokamak plasma. Since the appearance in 1982 of the first edition (in Russian), a considerable amount of experimental and theoretical material on tokamak research has been accumu lated. The new-generation devices, viz. , TFTR, JET and JT-60 were put into operation. The first experiments on these units have confirmed the correctness of the basic physical concepts underlying their construction. Experiments on plasma heating with the help of neutral beams and high-frequency (HF) waves on previous generation devices made it possible to obtain high-P plasmas. The number of "medium-size" tokamaks in operation has increased. New experi mental results and advances in the theory have led to more complicated and perfected models of high-temperature plasma. Rapid progress in computer hardware and software has played an important role in the further development of mathematical modeling. While preparing the English edition of the book, we have revised the text considerably. Several new models which have undergone significant advance ment in recent years are described. A section devoted to models of RF (radio frequency) current drive has been added to Chap. 2. The reduced magneto hydrodynamic (MHD) equations for high-P plasma are now considered in detail in Chap. 3. Chapter 4 contains the latest results on anomalous thermal conductivity, diffusion coefficient and pinching. Two new sections are added to Chap. 5.

Download or read book Numerical Simulation of Tokamak Plasma Turbulence and Internal Transport Barriers written by A. Thyagaraja and published by . This book was released on 2000 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Simulation of Edge plasma Profiles and Turbulence Related to L H Transitions in Tokamaks written by and published by . This book was released on 1999 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Understanding plasma profile evolution and plasma turbulence are two important aspects of developing a predictive model for edge-plasma in tokamaks and other fusion-related devices. Here they describe results relevant to the L-H transition phenomena observed in tokamaks obtained from two simulations codes which emphasize the two aspects of the problem. UEDGE solves for the two-dimensional (2-D) profiles of a multi-species plasma and neutrals given some anomalous cross-field diffusion coefficients, and BOUT solves for the three-dimensional (3-D) turbulence that gives rise to the anomalous diffusion. These two codes are thus complementary in solving different aspects of the edge-plasma transport problem; ultimately, they want to couple the codes so that UEDGE uses BOUT's turbulence transport results, and BOUT uses UEDGE's plasma profiles with a fully automated iteration procedure. This goal is beyond the present paper; here they show how each aspect of the problem, i.e., profiles and turbulent transport, can contribute to L-H type transitions.

Download or read book Turbulent Transport Modeling in the Edge Plasma of Tokamaks written by Clothilde Colin and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The possibility to produce power by using magnetically confined fusion is a scientific and technological challenge. The perspective of ITER conveys strong signals to intensify modeling effort on magnetized fusion plasmas. The success of the fusion operation is conditioned by the quality of plasma confinement in the core of the reactor and by the control of plasma exhaust on the wall. Both phenomena are related to turbulent cross-field transport that is at the heart of the notion of magnetic confinement studies, particle and heat losses. The study of edge phenomena is therefore complicated by a particularly complex magnetic geometry.This calls for an improvement of our capacity to develop numerical tools able to reproduce turbulent transport properties reliable to predict particle and energy fluxes on the plasma facing components. This thesis introduces the TOKAM3X fluid model to simulate edge plasma turbulence. A special focus is made on the code Verification and the Validation. It is a necessary step before using a code as a predictive tool. Then new insights on physical properties of the edge plasma turbulence are explored. In particular, the poloidal asymmetries induced by turbulence and observed experimentally in the Low-Field-Side of the devices are investigated in details. Great care is dedicated to the reproduction of the MISTRAL base case which consists in changing the magnetic configuration and observing the impact on parallel flows in the poloidal plane. The simulations recover experimental measurements and provide new insights on the effect of the plasma-wall contact position location on the turbulent features, which were not accessible in experiments.

Download or read book tude de la turbulence li e aux particules pi g es dans les plasmas de fusion written by Thomas Drouot and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les micro-instabilités ioniques et électroniques présentes dans les plasmas de fusion sont à l'origine de la turbulence. Le transport anormal de particules et d'énergie, induit par cette turbulence, joue un rôle néfaste pour les performances des machines à fusion nucléaire comme le tokamak. C'est dans ce cadre général que s'inscrit ce travail visant à une meilleure compréhension de la turbulence et des phénomènes de transport sous-jacents. On sait que la dynamique des particules piégées joue un rôle très important dans l'établissement de la turbulence au travers des instabilités ioniques TIM (Trapped Ion Modes) et électroniques TEM (Trapped Electron Modes). Nous nous attachons donc dans ce travail au développement d'un modèle décrivant ces particules piégées (ions et électrons) de manière cinétique. L'échelle de temps à laquelle nous nous plaçons est de l'ordre de la période de précession toroïdale des particules piégées, période typique de la turbulence TIM/TEM. L'originalité de ce modèle réside dans la réduction de la dimension du problème (de 6D à 4D) par la moyenne sur les deux échelles de temps rapides associées aux particules piégées, respectivement le mouvement cyclotronique et le mouvement de rebond. De plus, l'utilisation des variables d'angle et d'action permet de transformer deux variables en paramètres. Le modèle final ainsi obtenu est 4D, dont deux dimensions interviennent sous la forme de paramètres. L'analyse linéaire du modèle nous permet de connaître les gradients de température et de densité permettant le déclenchement des instabilités TIM et TEM. Il nous permet également de connaître les taux de croissance et les pulsations associés à ces deux instabilités. Ensuite, nous nous appuyons sur le code global TERESA 4D décrivant les ions piégés cinétiques pour y inclure la résolution non-linéaire du modèle décrivant les ions et les électrons piégés cinétiques. Les échelles spatio-temporelles de la turbulence induite par les électrons et celle induite par les ions étant du même ordre de grandeur, cela nous permet d'intégrer à ce code une réponse cinétique des électrons avec un très faible coût numérique supplémentaire par rapport à la version existante. A l'aide de ce nouveau code nous pouvons observer une turbulence générée à la fois par les TIM et les TEM, ceci avec peu de ressources numériques. Nous pouvons obtenir des turbulences présentant différentes structures typiques observées dans les tokamak. C'est le cas des écoulements zonaux et des streamers ayant un rôle majeur dans le transport de particules et d'énergie. En vue d'une meilleure compréhension, voire d'un meilleur contrôle du transport, l'influence de différents paramètres, comme la largeur banane ou le rapport de température ionique sur la température électronique, est étudiée.

Download or read book 1 D Vlasov Simulations of Strong Langmuir Turbulence in a Radiation Driven Plasma written by Jin-Gen Wang and published by . This book was released on 1993 with total page 556 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Turbulence transport et confinement written by Antoine Strugarek and published by . This book was released on 2013 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Transport de chaleur lectronique dans un tokamak par simulation num rique directe d une turbulence de petite chelle written by Benoît Labit and published by . This book was released on 2008 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La compréhension de l'état turbulent d'un plasma de fusion, responsable du faible temps de confinement observé, constitue un enjeu fondamental vers la production d'énergie par cette voie. Pour les machines les plus performantes, les tokamaks, les conductivités thermiques ionique et électronique mesurées sont du même ordre de grandeur. Les sources potentielles de la turbulence sont les forts gradients de température, de densité présents au cœur d'un plasma de tokamak. Si les pertes de chaleur par le canal ionique sont relativement bien comprises, l'origine du fort transport de chaleur électronique est quant à elle largement inconnue. En plus des fluctuations de vitesses électrostatiques, il existe des fluctuations de vitesses magnétiques, auxquelles des particules rapides sont particulièrement sensibles. Expérimentalement, le temps de confinement peut s'exprimer en fonction de paramètres non adimensionnels. Ces lois d'échelle sont encore trop imprécises, néanmoins de fortes dépendances en fonction du rapport de la pression cinétique à la pression magnétique, ß et du rayon de Larmor normalisé, p* sont prédites. La thèse proposée ici cherche à déterminer la pertinence d'un modèle fluide non linéaire, électromagnétique, tri-dimensionnel, basé sur une instabilité particulière pour décrire les pertes de chaleur par le canal électronique et de déterminer les dépendances du transport turbulent associé en fonction de paramètres adimensionnels, dont ß et p*. L'instabilité choisie est une instabilité d'échange générée par le gradient de température électronique (Electron Temperature Gradient (ETG) driven turbulence en anglais). Ce modèle non linéaire est construit à partir des équations de Braginskii. Le code de simulation développé est global au sens qu'un flux de chaleur entrant est imposé, laissant les gradients libres d'évoluer. A partir des simulations non linéaires, nous avons pu mettre en évidence trois caractéristiques principales pour le modèle ETG fluide : le transport de chaleur turbulente est essentiellement électrostatique ; les fluctuations de potentiel et de pression forment des structures radialement allongées ; le niveau de transport observé est beaucoup plus faible que celui mesuré expérimentalement. L'étude de la dépendance du transport de chaleur en fonction du rapport de la pression cinétique à la pression magnétique a montré un faible impact de ce paramètre mettant ainsi en défaut la loi empirique d'Ohkawa. En revanche, il a été montré sans ambiguïté le rôle important du rayon de Larmor électronique normalisé dans le transport de chaleur : le temps de confinement est inversement proportionnel à ce paramètre. Enfin, la faible dépendance du transport de chaleur turbulent en fonction du cisaillement magnétique et de l'inverse du rapport d'aspect a été mise en évidence. Bien que le niveau de transport observé dans les simulations soit plus faible que celui mesuré expérimentalement, nous avons tenté une confrontation directe avec un choc de Tore Supra. Ce tokamak est particulièrement bien désigné pour étudier les pertes de chaleur électronique. En conservant la plupart des paramètres d'un choc bien référencé de Tore Supra, la simulation non linéaire obtenue donne un seuil en gradient de température proche de la valeur expérimentale. Le niveau de transport observé est plus faible d'un facteur cinquante environ que le transport mesuré. Un paramètre important qui n'a pu être conservé est le rayon de Larmor normalisé. La limitation en p* devra être franchie afin de confirmer ces résultats. Enfin une rigoureuse confrontation avec des simulations girocinétiques permettra de disqualifier ou non l'instabilité ETG pour rendre compte des pertes de chaleur observées.

Download or read book Turbulence and Transport in Enhanced Confinement Regimes of Tokamaks written by and published by . This book was released on 1996 with total page 10 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Turbulence dans les plasmas de tokamaks written by Julie Payan and published by . This book was released on 1994 with total page 162 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: AFIN DE REALISER L'IGNITION SUR LES PLASMAS DE TOKAMAKS, IL FAUT LIMITER LES PERTES THERMIQUES, L'ESSENTIEL DE CES PERTES ETANT LIE A UN TRANSPORT ANORMAL DE LA CHALEUR, QUE L'ON ATTRIBUE A UNE MICROTURBULENCE. SUR LE TOKAMAK TORE SUPRA, DES MESURES DE TURBULENCE SONT OBTENUES A TRAVERS L'ANALYSE DES FLUCTUATIONS DE DENSITE, A L'AIDE DU DIAGNOSTIC DE DIFFUSION COHERENTE ALTAIR. LES SPECTRES FREQUENTIELS DE TURBULENCE PRESENTENT AINSI DEUX PICS ASYMETRIQUES CENTRES SUR LES FREQUENCES POSITIVES ET NEGATIVES. ALORS QUE LE PIC CENTRE SUR LES FREQUENCES POSITIVES PEUT ETRE EXPLIQUE PAR LA PRESENCE D'ONDES DE DERIVE, IL S'AGIT D'INTERPRETER LE PIC CNETRE SUR LES FREQUENCES NEGATIVES. APRES UNE ETUDE DES PROPRIETES DE LOCALISATION SPATIALE DU DIAGNOSTIC, AINSI QU'UNE ANALYSE APPROFONDIE DES SPECTRES DE TURBULENCE ET DES COEFFICIENTS DE TRANSPORT, LA PRESENCE DE CE PIC IONIQUE SEMBLE LIEE, POUR UNE PARTIE DU VOLUME DE DIFFUSION, A UN CHANGEMENT DE SIGNE DE LA VITESSE DE DERIVE ASSOCIEE AU CHAMP ELECTRIQUE RADIAL. L'INFLUENCE DU CHAMP ELECTRIQUE RADIAL SUR LES SPECTRES DE TURBULENCE NOUS AMENE A CHERCHER DES EXPERIENCES OU CE CHAMP EST MODIFIE, COMME C'EST LE CAS LORS DE L'APPLICATION DU DIVERTOR ERGODIQUE. UNE ETUDE DETAILLEE DE TRANSPORT ET DE TURBULENCE AVEC ET SANS DIVERTOR ERGODIQUE PERMET DE DISTINGUER TROIS ZONES DANS LE PLASMA: UNE REGION INTERNE, UNE REGION DE BORD, PUIS UNE REGION INTERMEDIAIRE. DANS CETTE REGION INTERMEDIAIRE APPARAIT UNE DIMINUTION INATTENDUE DU NIVEAU RELATIF DE FLUCTUATIONS DE DENSITE ET DES COEFFICIENTS DE TRANSPORT. A PARTIR DE L'ENSEMBLE DE CES RESULTATS IL APPARAIT QUE LE CHAMP ELECTRIQUE RADIAL JOUE PROBABLEMENT UN ROLE IMPORTANT SUR LA STABILITE DES ONDES

Download or read book Etude de la Turbulence Plasma Par R flectrom trie Balayage Ultra rapide Dans Le Tokamak Tore Supra written by Grégoire Hornung and published by . This book was released on 2013 with total page 154 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The performance of a fusion reactor is closely related to the turbulence present in the plasma. The latter is responsible for anomalous transport of heat and particles that degrades the confinement. The measure and characterization of turbulence in tokamak plasma is therefore essential to the understanding and control of this phenomenon. Among the available diagnostics, the sweeping reflectometer installed on Tore Supra allows to access the plasma density fluctuations from the edge to the centre of the plasma discharge with a fine spatial (mm) and temporal resolution (μs ) , that is of the order of the characteristic turbulence scales.This thesis consisted in the characterization of plasma turbulence in Tore Supra by ultrafast sweeping reflectometry measurements. Correlation analyses are used to quantify the spatial and temporal scales of turbulence as well as their radial velocity. In the first part, the characterization of turbulence properties from the reconstructed plasma density profiles is discussed, in particular through a comparative study with Langmuir probe data. Then, a parametric study is presented, highlighting the effect of collisionality on turbulence, an interpretation of which is proposed in terms of the stabilization of trapped electron turbulence in the confined plasma. Finally, it is shown how additional heating at ion cyclotron frequency produces a significant though local modification of the turbulence in the plasma near the walls, resulting in a strong increase of the structure velocity and a decrease of the correlation time. The supposed effect of rectified potentials generated by the antenna is investigated via numerical simulations.