search query: @keyword plasma / total: 25
reference: 6 / 25
« previous | next »
Author:Niskala, Paavo Eino
Title:Investigating geodesic acoustic modes on the TEXTOR tokamak via gyrokinetic plasma simulations
Geodeettisten akustisten moodien tutkiminen TEXTOR-tokamakissa gyrokineettisten plasmasimulaatioiden avulla
Publication type:Master's thesis
Publication year:2014
Pages:vi + 66      Language:   eng
Department/School:Perustieteiden korkeakoulu
Main subject:Ydin- ja energiatekniikka   (Tfy-56)
Supervisor:Groth, Mathias
Instructor:Kiviniemi, Timo
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201507013660
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  572   | Archive
Keywords:plasma
energy
fusion
turbulence
magnetic confinement
simulation
tokamak
gyrokinetic
plasma
energia
fuusio
turbulenssi
magneettinen koossapito
simulaatio
tokamak
gyrokineettinen
Abstract (eng): When designing and developing tokamak nuclear fusion devices, confinement of the plasma is of utmost importance.
This confinement is greatly affected by turbulence that enhances transport of particles out of the main plasma.
Thus learning to understand and control plasma turbulence and phenomena related to it is a priority.
Geodesic acoustic modes are one of these phenomena.
According to theory, these oscillations of the electric potential and their effects may serve to regulate turbulence.

We investigate geodesic acoustic modes with TEXTOR tokamak parameters using a plasma simulation code ELMFIRE.
Based on the gyrokinetic model, ELMFIRE simulates turbulence and mechanisms related to it.
Amongst other quantities, the code outputs the electric potential in the plasma.
Studying the fluctuations of the electric field caused by this potential using Fourier and correlation analysis, properties of geodesic acoustic modes are investigated.

As a result of this analysis, ELMFIRE results are on average within 20 percent of theoretical estimates for the frequency of the oscillations.
Simulations indicate that the radial propagation speed of the fluctuations scales as a function of ion mass.
Anti-correlation of the radial electric field fluctuations and particle transport diffusion coefficient suggests the physical mechanism of geodesic acoustic modes suppressing turbulence is seen in the simulations.
Clear phase differences between radial electric field, diffusion coefficient and thermal conductivity are found.
For further analysis, a more direct comparison between experimental work is proposed.
Abstract (fin): Fuusioenergian koelaitteita ja tulevaisuuden reaktoreja suunniteltaessa plasman koossapito on erittäin keskeisessä roolissa.
Koossapitoa hankaloittavat monet tekijät, joista plasmaturbulenssi on yksi olennaisimmista.
Se aiheuttaa hiukkasten ajautumista ulos plasmasta, joten turbulenssin ja siihen liittyvien ilmiöiden ymmärtäminen on kriittistä fuusioenergian kannalta.
Geodeettiset akustiset moodit ovat yksi näistä mielenkiintoisista ilmiöistä.
Teorian mukaan nämä sähköpotentiaalin värähtelyt ja niiden vaikutukset saattavat auttaa hillitsemään turbulenssia.

Geodeettisia akustisia moodeja tutkitaan hyödyntämällä ELMFIRE-plasmasimulaatiokoodia ja käyttämällä TEXTOR-tokamakin parametreja.
Simulaatiomalli pohjautuu gyrokineettiseen teoriaan, jonka avulla voidaan mallintaa sekä neoklassista että turbulenttia fysiikkaa.
Koodin ratkaisemaa sähköpotentiaalia analysoidaan puolestaan hyödyntämällä Fourier-muunnosta ja korrelaatiomenetelmiä.

Analyysissa nähdään, että ELMFIRE:n tuottamat simulaatiotulokset sopivat osuvat keskimäärin 20 prosentin sisälle analyyttisista arvioista.
Värähtelyjen säteen suuntainen etenemisvauhti skaalautuu simulaatioissa ionien massan funktiona.
Sähkökentän ja diffuusiokertoimen vastakorrelointi puolestaan kertoo, että geodeettisten akustisten moodien ja turbulenssin välinen suhde on havaittavissa ELMFIRE-simulaatioissa.
Lisäksi sähkökentän, lämmönjohtavuuden ja diffuusiokertoimien välillä on havaittavissa selkeät vaihe-erot.
Tulevaisuudessa analyysia voidaan syventää vielä suorilla vertailuilla kokeellisten tulosten kanssa.
ED:2014-03-12
INSSI record number: 48769
+ add basket
« previous | next »
INSSI