FWF - Stochastic Mapp T u N T - Stochastic Mapping Technique und Neoklassischer Transport

  • Allmaier, Klaus, (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Kasilov, Sergei (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Leitold, Georg, (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Seiwald, Bernhard, (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Nyemov, Victor, (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Kernbichler, Winfried (Projektleiter (Principal Investigator))

Projekt: Foschungsprojekt

Projektdetails

Beschreibung

Eines der zentralen Elemente bei der Durchführung von Stellaratorstudien ist die Berechnung der neoklas-sischen
Transportkoeffizienten. Diese Größen sind von großer Bedeutung für die Optimierung magne-tischer
Konfigurationen, sowie für die Planung und Analyse von Experimenten. Die Berechnung dieser Größen ist auch für
spezifische Fragestellungen bei reaktortauglichen Stellaratoren von Interesse. Für beliebige dreidimensionale
Magnetfeldkonfigurationen von Stellaratoren ist dieses Problem nur numerisch zu lösen. Methoden, mit denen die
allgemeinste Lösung gefunden werden kann, sind heutzutage konventionelle MC (Monte Carlo) Methoden, die in
zahlreichen Programmen umgesetzt worden sind und DKES (Drift Kinetic Equation Solver). Beide Methoden
haben keine Einschränkungen bezüglich der Geometrie des Fusionsexperiments oder bezüglich des
Einschlußregimes. Eine Folge der Universalität dieser Methoden ist die geringe Effizienz in bestimmten Regimes.
Diese geringe Effizienz verursacht eine hohe Rechenzeit, die sich in Optimierungen sehr nachteilig auswirkt.
Schnellere Methoden sind daher notwendig und unabdingbar, z.B. für die Erstellung von Datenbanken für Größen
des neoklassischen Transports bestimmter Magnetfeldkonfigurationen. Die Erstellung solcher Datenbanken ist am
IPP Greifswald geplant. Im Rahmen des beantragten Projekts soll der SMT (Stochastic Mapping Technique) Code,
der eine sehr effiziente Lösung für die Drift Kinetic Equation im "Long Mean Free Path" - Regime bereitstellt,
dahingehend erweitert werden, daß Transportkoeffizienten, der Bootstrap Strom, suprathermale Teilchenflüsse und
Verluste von Alpha-Teilchen berechnet werden können. Bisher arbeitet der SMT-Code nur mit Magnetfeldern, die
in Real-Space Koordinaten dargestellt werden. Daher soll im Rahmen des Projekts ein Version dieses Codes
entwickelt werden, die sowohl mit in Boozer Koordinaten gegebenen Magnetfeldern als auch mit von PIES
berechneten Magnetfeldern arbeitet. Weiters soll jenes Verfahren zur Berechnung des Bootstrap Stromes, das in
MC-Methoden verwendet wird, für SMT adaptiert und in den Code eingebaut werden. Dazu muß ein geeigneter
Coulomb Stoßoperator implementiert werden. Der konvektive Transport von suprathermalen Teilchen kann im
Falle einer Hochenergie-Elektron-Zyklotron-Heizung in der Energiebilanz von Stellaratoren eine wichtige Rolle
spielen. Der suprathermale Elektronenfluß muß zusammen mit dem neoklassischen thermalen Teilchenfluß für die
"ambipolarity"-Bedingung, die das selbstkonsistente radiale elektrische Feld definiert, berücksichtigt werden. Für
diesen Ansatz ist SMT effizienter als konventionelle MC-Methoden. Weiters erfolgt die Berechnung der
Einschlußcharakteristik von Alpha-Teilchen, einer weiteren wichtigen Größe für reaktortaugliche Stellaratoren. Ein
weiteres Ziel ist die Berechnung von symmetrischen neoklassischen Transportverlusten.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/01/0430/06/07