МГД-УСТОЙЧИВОСТЬ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП БЕЗ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ВЛОЖЕННОСТИ МАГНИТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДВУМЕРНЫХ РАВНОВЕСИЙ

摘要

Отказ от предположения о вложенных магнитных поверхностях в плазме токамака расширяет область исследований и открывает новые подходы, как для теоретической, так и экспериментальной физики плазмы. Компьютерный код для расчетов идеальный МГД-устойчивости KINX был разработан для исследования дублетной плазмы с двумя магнитными осями с использованием блочноструктурных сеток в каждой подобласти с вложенными магнитными поверхностями. Затем был разработан код MHD_NX на неструктурных сетках для расчетов устойчивости двумерных равновесий с произвольной топологией магнитных поверхностей. Изучение равновесия и устойчивости равновесных конфигураций с обращением плотности тороидального тока и осесимметричными n = 0 островами, которые связаны с внутренним транспортным барьером и низкой плотностью тока у магнитной оси, а также с работой в режиме переменного тока в токамаках, приводит к более общим вопросам МГД-устойчивости двумерных решений уравнения равновесия Грэда-Шафранова с островами при других типах симметрии - цепочки островов в винтовой симметрии и цилиндрически симметричных m = 0 островов в конфигурациях с обращением продольного поля. Для всех типов двумерных островных конфигураций были обнаружены новые идеально неустойчивые моды. Энергетический принцип с МГД совместимыми граничными условиями на разомкнутых линиях магнитного поля необходим для самосогласованного исследования устойчивости диверторных конфигураций токамака с конечной плотностью тока на сепаратрисе с учетом плазмы за сепаратрисой. Разработан ряд кодов для расчетов равновесия и устойчивости плазмы с учетом влияния токов за сепаратрисой, которые готовы к интеграции с другими кодами моделирования краевой плазмы.