Placeholder

Evolution of discontinuous solutions to transport equations in stellarators

Free!

Category: .

Product Description

Ранее было показано, что в области редких столкновений стационарные решения уравнений переноса в стеллараторах допускают разрывные решения для амбиполярного электрического поля и градиентов плотности плазмы и температур. Кроме того, эти стационарные решения оказываются неоднозначными, то есть их явный вид зависит от начальных значений амбиполярного поля. При выводе стационарных уравнений переноса использовалось обычное условие квазинейтральности, то есть предполагалось, что плотность электронов Ne и плотность ионов Ni связаны между собой соотношением Ne= ZNi (Z – зарядовое число ионов). Иначе говоря, считалось, что плотность заряда плазмы ρ много меньше произведения eiNi. В типичных случаях такое неравенство выполняется с большим запасом. Но если электрическое поле E испытывает разрывы, то, как следует из уравнения ∇ .E=4πρ , в точках разрыва плотность заряда обращается в бесконечность, соотношение Ne= ZNi нарушается и необходимо заменить его на Ne= ZNi+ρ/ee. Использование этого соотношения приводит к появлению в уравнениях переноса дополнительных слагаемых, пропорциональных второй производной поля E по радиусу. Эти слагаемые существенно изменяют стационарные решения. Во-первых, амбиполярное поле, а также производные плотности и температур становятся непрерывными функциями координат; такой результат представляется довольно очевидным. Во-вторых, – и это уже не очевидно – исчезает многозначность стационарных решений, то есть их зависимость от начальных значений амбиполярного электрического поля. При этом оказывается, что в зависимости от параметров плазмы возможны в принципе два режима. В первом – решение единственно и не зависит от начальных условий. Во втором – в зависимости от начальных условий возможны два стационарных решения. Одно из них аналогично найденному в предыдущем случае, а второе существенно отличается от него как профилем амбиполярного поля, так и зависимостью плотности и температур от малого радиуса плазмы. Не исключено, что различные режимы удержания плазмы, обнаруженные в экспериментах, связаны с существованием подобных решений.

Additional Information

Quality

excellent

Volume

36

8

Section

Ion Plasma Technologies and Equipment, Plasma Physics

Types of files

pdf

Pages

712–723

Language

Russian

Authors

Коврижных Л.М.

Reviews

There are no reviews yet, would you like to submit yours?

Be the first to review “Evolution of discontinuous solutions to transport equations in stellarators”