Dissertação

Turbulence and sheared flow in fusion plasmas EVALUATED

O funcionamento dos reatores de fusão nuclear por confinamento magnético depende de uma boa compreensão do transporte turbulento. Há muito que se sabe que os escoamentos diferenciais têm um efeito benéfico, dado que podem reduzir ou mesmo suprimir o transporte radial. Contudo, existem evidências de que para escoamentos demasiado cisalhados, uma nova instabilidade pode surgir. Existe ainda evidências de que escoamentos diferenciais podem ser gerados pelo próprio plasma, reduzindo o transporte - os cahmados fluxos zonais. O objetivo deste trabalho consiste em usar um sistema de equações simples e estender para o regime não linear os resultados lineares previamente obtidos. O sistema usado, apesar de ser um sistema simples de fluído inclui efeitos de micro escalas do plasma sobre a forma da instabilidade ITG (“Ion Temperature Gradient”) gerada por gradientes de temperatura iónica e da instabilidade PVG (“Parallel Velocity Gradient”) gerada por gradientes na velocidade paralela ao campo magnético. Os efeitos de um escoamento diferencial externo são também capturados. Para isto, um código previamente existente foi modificado e o respetivo teste foi efetuado na fase linear. Ferramentas analíticas para o estudo do sistema na fase não-linear foram encontradas. Os estudos numéricos não lineares permitiram verificar que o sistema em estudo contém escoamentos zonais e que estes são benéficos, dado que diminuem o transporte. Um efeito semelhante ao desvio de Dimits foi observado. Verificou-se também a diminuição do transporte com a ação de um escoamento diferencial externo, bem como turbulência provocada pela instabilidade PVG.
Física de Plasmas, Fusão por Confinamento Magnético, Escoamento Diferencial, Turbulência em Plasmas, Transporte Turbulento, Escoamentos Zonais

Novembro 7, 2016, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Luis Alexandre Mendes Fazendeiro

Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear(IPFN)

Investigador Auxiliar

ORIENTADOR

Nuno Filipe Gomes Loureiro

Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Professor Auxiliar