Dissertação

Design and exploitation of a vorticity probe for turbulence studies in fusion devices EVALUATED

Fusão nuclear surge como uma alternativa eficaz às actuais energias. Contudo para atingir fusão nuclear em plasma magneticamente confinados é preciso compreender as características do plasma. Na fronteira do plasma, a turbulência é responsável pela maioria dos acontecimentos, sendo caracterizada pelo transporte de partículas e energia. Uma das consequências da turbulência é a vorticidade, que é o movimento de remoinhos e vórtices nos fluídos e nos plasmas. Neste trabalho a vorticidade em plasmas ´e investigada e estudada no tokamak ISTTOK, através de uma sonda de vorticidade, composta por seis pinos de sondas de Langmuir. Com o diagnótico das sondas de Langmuir é possível ter a medição directa dos potenciais flutuantes e da corrente de saturação iónica. Estes parâmetros, por sua vez, permitiram calcular indirectamente outras características relacionadas com a turbulência: o fluxo de partículas, a tensão de Reynolds, a vorticidade e o fluxo de vorticidade, tendo sido pioneiros na obtenção de sinais de vorticidade. O estudo destas características é feito com os seus sinais, através de uma análise estatística e espectral, verificando-se que todos se comportam de igual forma. Pelos perfis dos parâmetros foi possível observar comportamentos iguais aos anteriormente medidos no tokamak ISTTOK, como o potencial flutuante, as velocidades poloidais e a tensão de Reynolds. Comprovou-se também que o fluxo de vorticidade está directamente relacionado com o gradiente negativo da tensão de Reynolds e que a vorticidade comporta-se de acordo com a turbulência. Estudou-se ainda a similaridade própria das características, mostrando-se que a vorticidade nos plasmas também é similar.
Fusão nuclear, turbulência, vorticidade, fluxo de partículas, tensão de Reynolds, fluxo de vorticidade

Junho 8, 2016, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Carlos Alberto Nogueira Garcia da Silva

Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, IST

Investigador Auxiliar

ORIENTADOR

Bruno Miguel Soares Gonçalves

Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, IST

Investigador Auxiliar