Моделирование движения и нагрева неоднородной плазмы
В. Т. Астрелин, А. В. Бурдаков, Н. А. Губер*, В. М. Ковеня**
Институт ядерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск
*Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
**Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск
Аннотация
Формулируется физико–математическая
модель для задачи о нагреве и удержании
плазмы на основе некоторых предположений
о поведении плотного плазменного облака,
находящегося в магнитном поле. Модель
учитывает процесс ионизации и нагрева
облака плазмы окружающей его дейтериевой
плазмой за счет теплопроводности, а
также нагрев потоком надтепловых
электронов. С использованием некоторых
упрощений изучена задача о расширении
плазменного облака во внешнем магнитном
поле в магнитогидродинамическом
приближении. Нагрев плазмы моделируется
внешним источником. Исходные уравнения
включают уравнения неразрывности,
движения, энергии и магнитного поля. Для
численного решения задачи разработана
конечно-разностная схема типа
универсального алгоритма с расщеплением
по физическим процессам и
пространственным направлениям, что
позволило получать независимо решения
уравнений магнитной индукции и газовой
динамики. Проведены расчеты
распространения облака плазмы,
нагреваемого источником во внешнем
магнитном поле. Получены основные
закономерности влияния магнитного поля и
теплового источника на расширение облака
плазмы, качественно подтверждающие
экспериментальные данные.
|
