Dissertação

Turbulence and sheared flow in fusion plasmas EVALUATED

O sucesso do programa de fusão (nomeadamente do ITER) depende de uma melhor compreensão do transporte turbulento. Neste contexto, sabe-se há muito que escoamentos de plasma diferenciais toroidais podem reduzir, e mesmo suprimir, o transporte turbulento radial. No entanto, se o escoamento for demasiadamente cisalhado, pode introduzir novas instabilidades. Para além disso, a presença de um escoamento pode levar a ``turbulência subcrítica'', isto é, turbulência formada na ausência de qualquer modo próprio linearmente instável. O objectivo deste projecto é estender para o regime não-linear estudos prévios feitos usando um conjunto simplificado de equações, que captura a interacção entre duas instabilidades: a instabilidade ITG, devida ao gradiente radial de temperatura iónica (``Ion-Temperature Gradient"), que é a principal causa do transporte turbulento, e a instabilidade PVG, devida ao gradiente radial de velocidade paralela ao campo magnético (``Parallel Velocity Gradient"). Para este efeito, modificou-se e testou-se extensivamente um código numérico preexistente, confirmando-se, em primeiro lugar, estudos prévios efectuados no regime linear destas instabilidades . Em segundo lugar, estenderam-se os resultados lineares anteriores ao regime do modo universal (devido unicamente a um gradiente de densidade). Conclui-se que este modo é sempre estável no sistema de equações consideradas. No regime não-linear, observámos o efeito do gradiente da densidade no patamar de saturação não-linear da ITG e o regime inercial no espectro de energia da PVG não-linear. Embora estes resultados sejam preliminares, devido à baixa resolução numérica utilizada (devido a limitações computacionais), eles permitem antecipar comportamentos não-lineares interessantes destas instabilidades, que serão aprofundados em trabalho futuro.
plasmas de fusão, turbulência, transporte, escoamento diferencial, ITG, PVG

Novembro 12, 2014, 14:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

Nuno Filipe Gomes Loureiro

Departamento de Física (DF)

Professor Associado Convidado