PS05: การจำลองผลจากเครื่องโทคาแมค JET โดยรวมลักษณะขอบเขตการแพร่ด้านในและด้านขอบ
* บุญญฤทธิ์ ฉัตรทอง 1 ธวัชชัย อ่อนจันทร์ 2 สุจินต์ สุวรรณะ 2 นพพร พูลยรัตน์ 3 และรพพน พิชา 4
1 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยมหิดล กรุงเทพมหานคร E-Mail: einston_gn@hotmail.com
2 สถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ปทุมธานี
โทรศัพท์ 0 2564 3221 โทรสาร 0 2986 9112 E-Mail: thawatchai@siit.tu.ac.th
3 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ปทุมธานี E-Mail: nop096@gmail.com
4 สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ ( องค์การมหาชน) E-Mail: aeroppon@gmail.com
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการใช้โปรแกรมจำลองแบบ 1.5 มิติ ชื่อ BALDUR เพื่อจำลองผลการทดลองหมายเลข 40542 กับ 40847 ของเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน JET โดยได้รวมปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นสองอย่างเข้าไปด้วยคือ ขอบเขตการแพร่ด้านใน (Internal Transport Barrier, ITB) และด้านขอบ (Edge Transport Barrier, ETB) ซึ่งได้กำหนดขอบเขตของพลาสมาจากจุดสูงสุด ของเพเดสทอล (pedestal) โดยทฤษฏีที่ใช้จำลอง ETB นั้นมีพื้นฐานมาจากการจำลองอุณหภูมิที่เพเดสทอล โดยใช้การ ประมาณอัตราส่วนของความกว้างของเพเดสทอล ที่เป็นผลมาจากโมเดลของการทำให้การไหลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า คงตัว และการจำลองความต่างของความดันด้วยทฤษฏีขีดจำกัดพลาสมาในรูปแบบบอลลูน (ballooning mode limit) ส่วนทฤษฏีที่ใช้จำลอง ITB นั้นมีพื้นฐานมาจากโมเดลการเคลื่อนที่กึ่งสัดส่วนชื่อ Mixed Bohm/gyro-Bohm (Mixed B/gB) ซึ่งใช้ในการคำนวณการเปลี่ยนแปลงตามเวลาของปริมาณทางฟิสิกส์ในพลาสมา โดยในที่สุดทฤษฏีของ ITB และ ETB ทั้งสองนี้ ได้นำไปใช้ในการจำลองการเปลี่ยนแปลงตามเวลาของอุณหภูมิและความหนาแน่นของพลาสมาสำหรับสอง การทดลองที่ JET ดังได้กล่าวเบื้องต้น และได้มีการวิเคราะห์ทางสถิติ เช่น หารากของค่าเฉลี่ยกำลังสองของผลการจำลอง เพื่อเทียบกับผลการทดลอง
คำสำคัญ : เขตกั้นการแพร่ด้านใน เขตกั้นการแพร่ที่ขอบนอก โทคาแมค
PC05: JET Simulations with Edge and Internal Transport Barriers Included
* B. Chatthong 1, T. Onjun 2, S. Suwanna 2, N.Poolyarat 3, and R. Picha 4
1 Department of Physics, Mahidol University, E-Mail: einston_gn@hotmail.com
2 Sirindhorn International Institute of Technology, E-Mail: thawatchai@siit.tu.ac.th
3 Department of Physics, Thammasat University, Thailand, E-Mail: nop096@gmail.com
4 Thailand Institute of Nuclear Technology, Thailand E-Mail: aeroppon@gmail.com
Abstract
A 1.5D BALDUR integrated predictive modeling code is used to simulate self-consistent two optimized shear JET experiments [discharge number 40542 and 40847] with the presence of both an edge transport barrier (ETB) and an internal transport barrier (ITB). The edge of the plasma is taken to be at the top of the pedestal. The pedestal temperature is obtained using the theory-based pedestal width scaling, which is based on a magnetic and flow shear stabilization model. The pedestal pressure gradient scaling is based on ballooning mode limit. Furthermore, a version of the semi-empirical Mixed Bohm/gyro-Bohm (Mixed B/gB) core transport model that includes ITB effects is used to compute the time-evolution of plasma profiles. In this model, the anomalous transport in the core is stabilized by the influence of E rxB flow shear and magnetic shear, which results in a formation of ITB. This Mixed B/gB transport model with ITB effects combined with the pedestal model is used to simulate the time-evolution of temperatures and density profiles for JET discharges. Statistical analysis, such as the calculation of root-mean square errors (RMSE) of both simulation and experimental data, is used to quantify the agreement.
Keywords: Internal transport barrier, Edge transport barrier, Tokamak |
