Прикладная математика

Редуцированные модели переноса нейтралов в плазме токамака в одномерной геометрии

А. А. Кожурин^a, М. Л. Дубров^b, В. Е. Жоголев^a, Р. Р. Хайрутдинов^a, В. Э. Лукаш^a, А. А. Кавин^c, Р. Р. Андрианова<sup>a

a</sup> Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Российская Федерация, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1
^b Международная организация ИТЭР, Франция, 13067, Сен-Поль-ле-Дюранс, Дорога Винон-сюр-Вердон, CS 90 046
^c Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова, Российская Федерация, 196641, Санкт-Петербург, пос. Металлострой, дорога на Металлострой, 3

Аннотация: Численно реализованы модели транспорта нейтралов в плазме токамака для расширения функционала кода ДИНА и оценены их эффективности: двумерная модель на основе метода Монте-Карло (новый двумерный код MCN-2D), редуцированные кинетические модели Ю. Н. Днестровского с моноэнергетическими распределениями первичных нейтралов и ионов и диффузионная модель. Выполнен обзор моделей на основе метода Монте-Карло. В качестве эталонных профилей параметров нейтралов использованы результаты расчетов Монте-Карло кодом EIRENE. Показано, что редуцированная кинетическая модель в плоскоодномерной геометрии может быть использована в быстрых расчетах при выполнении условий применимости, диффузионная модель может давать существенные отклонения в баланс энергии. Для более точных вычислений с точки зрения интегрального баланса частиц и энергии предлагается применять код MCN-2D, который может учитывать геометрию плазменного шнура, а также будет иметь возможность самосогласованно считать транспорт нейтралов с захватом пристеночной области, или цилиндрический вариант редуцированной кинетической модели.

Ключевые слова: транспортные процессы, нейтралы, токамак, код ДИНА, метод Монте-Карло.

УДК: 533.1, 533.9.01

MSC: 90C90

Поступила: 21 октября 2024 г.
Принята к печати: 12 декабря 2024 г.

DOI: 10.21638/spbu10.2025.103