کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4967591 1449379 2017 33 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A finite element method with overlapping meshes for free-boundary axisymmetric plasma equilibria in realistic geometries
ترجمه فارسی عنوان
یک روش عنصر محدود با مش با همپوشانی برای تعادل پلاسمای محور آزاد در هندسه واقع بینانه
کلمات کلیدی
تعادل الکترومغناطیسی پلاسما در توکاماکی، روش عددی تجزیه دامنه، مش با هم تداخل دارند عناصر محدود و خطی،
ترجمه چکیده
پیاده سازی اجزای محدود عناصر برای محاسبه تعادل پلاسما محور آزاد محدوده تقریبی عملکرد شار ناشناخته پویو با عناصر محدود با کمترین نظم پیوسته استاندارد با شیب متناوب تقریبی است. به عنوان یک نتیجه، مکان نقاط بحرانی شار پلیوئیدی که اهمیت اساسی در مهندسی توکامک دارند، محدود به گره های مش است که منجر به جهش های ناخواسته در مشکلات گذرا می شود. علاوه بر این، نتایج عددی اخیر برای همبستگی خودمختار تعادل با انتشار مقاومت و حمل و نقل نشان می دهد ضرورت منظم بودن بیشتر هنگام تقریب نقشه شار. در این کار ما یک روش عنصر ملات پیشنهاد می کنیم که دو مش با هم تداخل دارد. یک مش با چهارچرخهای دکارتی، دامنه محفظه خلاء قابل دسترسی توسط پلاسما را پوشش می دهد و یک مش با مثلث، منطقه خارج را مخدوش می کند. دو مش در یک منطقه باریک همپوشانی دارند. این روش انعطاف پذیری را برای به دست آوردن منظم بودن نظم و نظم بیشتر به منظور دستیابی به تقریب عملکرد شار در حوزه تحت پوشش پلاسما، در حالی که حفظ دقیق جزئیات هندسی در خارج از این منطقه، انعطاف پذیری می دهد. تداوم راه حل عددی در ناحیه همپوشانی، توسط یک نقشه برداری ملات، ضعیف است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
یک روش عنصر محدود با مش با همپوشانی برای تعادل پلاسمای محور آزاد در هندسه واقع بینانه
چکیده انگلیسی
Existing finite element implementations for the computation of free-boundary axisymmetric plasma equilibria approximate the unknown poloidal flux function by standard lowest order continuous finite elements with discontinuous gradients. As a consequence, the location of critical points of the poloidal flux, that are of paramount importance in tokamak engineering, is constrained to nodes of the mesh leading to undesired jumps in transient problems. Moreover, recent numerical results for the self-consistent coupling of equilibrium with resistive diffusion and transport suggest the necessity of higher regularity when approximating the flux map. In this work we propose a mortar element method that employs two overlapping meshes. One mesh with Cartesian quadrilaterals covers the vacuum chamber domain accessible by the plasma and one mesh with triangles discretizes the region outside. The two meshes overlap in a narrow region. This approach gives the flexibility to achieve easily and at low cost higher order regularity for the approximation of the flux function in the domain covered by the plasma, while preserving accurate meshing of the geometric details outside this region. The continuity of the numerical solution in the region of overlap is weakly enforced by a mortar-like mapping.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 334, 1 April 2017, Pages 522-540
نویسندگان
, ,