Анализ и коррекция ошибок магнитных полей в токамаках
Диссертация
Физические процессы в плазме, связанные с малыми отклонениями полоидальных магнитных полей в токамаках от их идеального распределения, именуемые в дальнейшем ошибками магнитного поля, хорошо теоретически изучены. Теория экспериментально проверена на действующих токамаках. Оказалось, что существуют жесткие ограничения на допустимые величины ошибок поля в токамаках, превышение которых приводит… Читать ещё >
Список литературы
- ITER Technical Basis, ITER EDA Documentation Series No 24, International Atomic Energy Agency, Vienna, 2002.
- Бондарчук Э.Н. и др. Электромагнитная система установки ТОКАМАК-15. Доклады 2-ой Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов, Июнь 23.-25,1981, Ленинград
- Bondarchuk E.N. et. al. Tokamak-15 Electromagnetic System. Design and Test Results, Plasma Device and Operation, 1992, Vol.2,pp. 1−25
- Aymar R, Glaudet G. et al. Conceptual design of a superconducting tokamak: Tore II Supra. IEEE Trans. Mag. 15−1, 1979, pp.542−545.
- Aymar ROverview of the ITER Project, Presented at ICEC 16 Kitakyushu, May 1996
- Sborchia C., Alekseev A., Gribov Yu., Doinikov N., Krasnov S., Mingalev B. et. al., «Analysis of Tolerances & Error Fields for the ITER Magnet System», Proceeding of 20th SOFT, Marseilles, (1998), General Atomics Report: GA-A22920, 1998
- Belyakov V, Gribov Yu., Gerasimov S.,., Mingalev B. et al., The ITER poloidal field, scenarios, error field and correction coils//24th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics, Berchtesgaden, m*1. Germany, June 9−13,1997.
- Amoskov V., Belov A., Belyakov V., Lamzin E, Maksimenkova N., Mingalev В., Sytchevsky S. Analysis of ITER error field and correction coils, ITER, Final Report EDO, 2001−2, PR 254, Dec30, 2001.
- Ю.Максименкова Н. А, Мингалев B.C. Гармонический анализ трехмерных магнитостатических полей ошибок магнитных систем токамака. Алгоритм прграммы «HARMAN» // Препринт НИИЭФА П-0970 М.:ЦНИИАТОМИНФОРМ, 2002
- Амосков B.M., Белов A.B., Беляков B.A., Кухтин В.П, Ламзин Е. А., Максименкова Н. А., Мингалев Б. С., Сычевский С. Е., Филатов О.Г.
- Соловьев Л.С., Шафранов В. Д. Вопросы теории плазмы под ред. М. А. Леонтовича. М.: Госатомиздат, 1967 Вып.5
- Соловьев Л.С., Шафранов В. Д. Равновесие и устойчивость плазмы в стеллараторах.//Вопросы теории плазмы под ред. Б. Б. Кадомцева. М.: Госатомиздат, 1987 Вып. 15
- Johnson J.L., Oberman C.R., Kulsrud R.M., Frieman E.A.//Phis. fluids, 1958. Vol. 1 .P.281−296.
- Monticello D.A., Dewar R.L., Furth H.P., Reiman A.//Phis. fluids, 1984. Vol.27. P.1248−1252.
- Вабищевич П.Н., Дегтярев Л. М., Пошехонов Ю. Ю. и др. //Физика ' плазмы. 1983. Т.9. С.484−494.
- Zakharov L.E., Goedbloed J.P.//Nucl. Fus. l980.Vol.20.P1515−1527.
- Бондарчук Э.Н., Дойников Н. И., Мингалев Б. С. Численное моделирование равновесия плазмы в токамаке с учетом эффектов насыщения ферромагнетика//Журн.техн.физики.1977.Т.47,в.З.С.521−526.
- Бондарчук Э.Н., Дойников Н. И., Мингалев Б. С. Численное моделирование равновесия плазмы в токамаке при наличии ферромагнетика.-JL, 1975,17 с. (Препринт/НИИЭФА:Б-0236).
- Bondarchuk E.N., Doinikov N.I., Mingalev В.S. Mathematical simulation of equilibrium plasma configuration and power supply operating conditions in tokamak-type devices//-Fusion Reactor Design Concepts, Vienna, 1978, pp.455−460.
- Бондарчук Э.Н., Дойников Н. И., Мингалев Б. С., Шмалько Г. И. Методика расчета полоидальных полей токамака,-Л., 1977,20 с. (Препринт/НИИЭФА: Б-0335).
- Бондарчук Э.Н., Дойников Н. И., Мингалев Б. С. К оптимизации системы полоидального поля токамака//ВАНТ, серия: Электрофизическая аппаратура.-М.:Атомиздат, 1978, вып.16.С.39−4б.
- Бондарчук Э.Н., Дойников Н. И., Мингалев Б. С. и др. Формирование полоидальных полей в установке Т-10М//Доклады конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (Л., 28−30 июня 1977)-Л. :НИИЭФА, 1977, т. 1, с. 145−152.
- Филатов О.Г. Об интегральном методе расчета равновесия плазмы в токамаке//Журн.техн.физики. 1981.Т.51, вып.6.С. 1289−1290.
- Филатов О.Г. Задачи расчета систем формирования равновесных плазменных конфигураций в токамаке.-Л., 1982.-32с. (Обзор/НИИЭФА:ОБ-54).
- Дегтярев Л.М., Дроздов В. В. О возможном подходе к описанию трехмерного МГД равновесия скалярными уравнениями,-М., 1984,23с. (Препринт/Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша:32).
- Textor, Technical Data I, Institute fur Plasmaphysik, Herausgeber: Ass. EURATOM-KFA, 1980.
- I.I.Baturo, E.N.Bondarchuk, S.A.Bulgakov at al. Analysis of transient process in poloidal system during plasma current disruption. Report of NIIEFA, No.5, 1993.
- I.I.Baturo, E.N.Bondarchuk, S.A.Bulgakov at al. Inductance matrix and effeciencies of final TEXTOR poloidal magnetic field system. Report of NIIEFA, No. 3, 1993.
- E.N.Bondarchuk, N.I.Doinikov, V.V.Kokotkov. Stray fields during breakdown in case of real current distribution in vessel and liner. D.V.~Efrermov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus, TEXTOR report No.4, 1992.
- Дойников Н.И., Ламзин E.A., Мингалев Б. С., Сычевский С. Е. К расчету динамической индуктивности магнитных систем. Препринт НИИЭФА, П-0928-М.: ЦНИИатоминформ, 1994, Зс.
- Цаун С. В. Математическое моделирование равновесия плазмы в токамаке с железным сердечником. Дисс. к.ф.-м. наук, Москва, 1990
- Андреев В.Ф. Математическое моделирование развития разряда в токамаке с железным сердечником. Дисс. к.ф.-м. наук, Москва, 1986
- Крылов В И Приближенное вычисление интегралов. М.: «Наука», 1967, 500с.
- Гринберг Г. А. Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных явлений. М.-Л.: Из-во АН СССР, 1948.
- Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: ГТПТЛ, 1954, 620с.
- Бухгольц Г. Расчет электрических и магнитных полей. М.:Из-во иност.лит., 1961.
- La Науе R.J., Fitzpatrick R., Hender Т.С., Morris A.W., Scoville J.T., and Todd T.N.// «Critical error fields for locked mode instability in tokamaks», Phys.Fluids. 1992. B.4. p.2098.
- J.T.Scoville, R.J. La Haye, A.G. Kellman, T.H. Osborne, R.D. Stambaugh, E.J. Strait, T. S, Taylor, Nucl. Fusion 31, 875 (1991).
- Morris J.T., Carolan P.G., Hender T.C. and Todd T.N.// Phys. Fluids. 1992. B.4. P. 413.
- Fishpool G.M., Campbell D.J., Fitzpatrick R., Haynes P. S. «A locked mode associated with low density in JET» //Proc.of IAEA Meeting on Avoidance and Control of Tokamak Disruption, Sept.10−12, 1991, p.84.
- Fitzpatrick R. and Hender T.C.// «The interactions of resonant magnetic perturbations with rotating plasmas», Phys. Fluids B 3, p.644, 1991
- La Haye R.J. «Physics of locked mode in ITER: error field limits, rotation for obviation, and measurement of error fields’Y/US Home Team Physics Contribution: General Atomics Report: GA-A22468, Feb., 1997.
- Leuer J.A., Luxon J.L., Xu M.F., Antaya T.A., Impact of PF and TF coil misalignment on toroidally asymmetrical plasma error fields in TPX//16th IEEE/NPSS Symposium on Fusion Engineering, Sept.30−0ct.5, 1995.
- Buttery R.J.et.al. Error field mode thresholds, harmonics and scaling studies. on JET and COMPASS-D, and implications for ITER//24th EPS Conferenceon Controlled Fusion and Plasma Physics, Berchtesgaden, Germany, june, 9−13,1997.
- Leuer J.A., La Haye R.J., Kellman A.G., Hamphreys D.A., Scoville J.T., Gribov Yu., Wesley J.C., Buttery R., Hender T.C., Doinikov N.I. A systematic approach to error field. analysis in ITER General Atomic Report: GA-A22920, July, 1998.
- RJ.La Haye, «Limits on m=2, n=l error field induced locked mode instability in TPX with typical sources of poloidal field coil error fields and a prototype correction coils, C-Coil», General Atomic Report GA-A21167, 1992
- OPERA/TOSCA Reference Manual, Vector Fields Limited, Oxford England, 1994
- S.C. Jardin, «Updated TPX field error criterion», TPX Memo 93−950 405-PPPL-SJardin-01, April, 5, 1995, also, G.H. Neilson and S.C. Jardin, TPX General Requirements Document Engineering Change #37, March 31, 1995.
- M. De Benedetti, «Plasma Interactions with Error Fields on JET and COMPASS-D», Proc. 25th EPS Conference, Prague, 1998.
- Тихонов A.A., Арсеньев В. Я. Методы решения некорректных задач. М. Наука, 1979, 288с.
- Сычевский С Е Математическое обеспечение проектирования и расчеты пространственных полей электрофизических устройств, Дисс.. д. физ.-мат. наук, 1997
- Хальд А. Математическая статистика с техническими приложениями.-М: ИЛ, 1956
- Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. М.: Мир, 1969
- Кендалл М., Стьюарт А. Теория распределений,-М:Наука, 1966
- Мингалев Б.С. Аналитическое решение задачи о форме безмоментной секторной катушки тороидального соленоида. Л., 1979, 9с. (Препринт/НИИЭФА: П-Б-0420).
- Лейтес Л.В. //Электричество. 1960. #11,С.76.
- Pile J., Mills R.G., Sheffield G.V.//Priceton Plasa Phesics Laboratory Report «MATT-848,1971.
- Шафранов В.Д.//Журнал технической физики. 1972. X, вып.9.С. 1785.
- Gralnick S.L., Tenney F.H.//Appl.Phys.l976.47,No.6.P.2710.
- Moses R.W.Jr and Young W.C.//Proceeding of the Sixth Symposium on Engineering Problems of Fusion Research, San Diego.Cal., 1975, p.917.
- Дмитриев В.И., Захаров Е. В. Интегральные уравнения в краевых задачах электродинамики. М: Изд. МГУ, 1987.
- Седов JI.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1983, 528с.81.- Днестровский Ю. Н, Костомаров Д. П. Математическое моделирование плазмы. (Компьютеры в физике). Физматлит, 1993, 336с.
- Кулон Ж.-Д., Сабоннадьер Ж. К САПР в электротехнике: М.: Мир, 1988.
- Дойников Н.И. Математическое моделирование магнитных полей электрофизических устройств. Дисс. д. физ.-мат. наук, JI, 1980.
- Ворожцов С.Б. Численное моделирование магнитной системы и динамики частиц в ускорителях с пространственной вариацией магнитного поля. Дисс. д.физ.-мат. наук, Дубна, 1986.
- Акишин П.Г. Численное моделирование магнитостатических полей на ЭВМ. Дисс. д. физ.-мат. наук, Дубна, 1993.
- Ильин В.П. Численные методы решения задач электрофизики.М.: Наука, 1985, 336с.
- Жидков Е.П., Пузынин И.В ЖВМиМФ, 1967, т.7, с. 1086.
- Кнеппо П., Титомир Л. И. Биомагнитные измерения. М.:Энергоатомиздат, 1989,288с.
- Gear C.W. Numerical solution of ordinary differential equations: is there anything left to do? p. 10−24, 1980.91. .Толмачев С. Т. Численное моделирование гистерезиса ферромагнетиков. Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт, 1984, N2, с. 128−138.
- Карпов В.Я., Корягин Д. А., Самарский A.A. Принципы разработки пакетов прикладных программ для задач математической физики. ЖВМиМФ, 1978, т. 18, N2, с.458−467.
- Акишин П.Г. Об одной комбинированной постановке задачи магнитостатики. ОИЯИ, PI 1−91−577, Дубна, 1991.
- Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. Пер. с франц./Под ред. К. С. Шифрина. М.: Наука, 1964.
- Брунов Й.Я., Гольденберг JI.M., Кряцкин И. Г., Цейтлин Л.А.Теория электромагнитного поля М.: Госэнергоиздат, 1962.
- Дмитриев В.И., Березина Н. И. Численные методы решения задач синтеза излучающих систем. М: Изд. МГУ, 1987.
- Дмитриев В.И., Ильинский A.C., Свешников А. Г. Развитие математических методов исследования прямых и обратных задач электродинамики. Успехи математических наук, 1976, т. XXII, вып.6.
- Титков В.В. Теоретические и численные исследования прочности и разрушения соленоидов сильного и сверхсильного импульсного магнитного поля. Дисс. д. т. наук, С. Петербург, 1996 г
- Дайковский А.Г. Дисс. д. физ.-мат. наук. Протвино, 1985 г.
- Дайковский А. Г. Ершов С.Ю. Португалов Ю. И. Рябов А.Д. Объединение методов потенциала и конечных элементов для решения нелинейных задач магнитостатики. ИФВЭ, 81 -80 ОМВТ 1981.
- Карпова JT.M., Титков В. В., Шнеерсон Г. А. Вихревые токи в неоднородных средах и проблема снижения джоулева нагрева в сильном импульсном магнитном поле. Изв. АН СССР, сер. «Энергетика и транспорт», 1988, N.3, с. 122−127
- Дойников Н.И. Результаты математического моделирования полей и оптимизация параметров магнитных систем. Обзор ОБ-42, Л.: НИИЭФА, 1981,67с.
- Ильин В.П., Урванцев А.Л Пакет прикладных программ расчета магнитных полей методом конечных элементов. Тезисы докладов 6-го Всес. семинара по электронной оптике. Рязань, 1978.
- Дойников Н.И. Постановка задач численного анализа полей нелинейных магнитных систем. Обзор ОБ-8. Л.: НИИЭФА, 1976, 134с.
- Simkin J. Recent Development in Field and Force Computation. J. de Physique, c. l, N1, Vol.45, 1984, p.851.
- Jacobs A., Muller W. Numerical solution of forcesand torques. IEEE Trans, on Magn., November 1983 (Compumag Conference).
- Акишин П.Г., Жидков Е. П. О существовании решения дискретизированных задач магнитостатики. ОИЯИ Р11−81−826, Дубна, 1981.
- Акишин П.Г., Жидков Е. П. О единственности решения дискретизированных задач магнитостатики. ОИЯИ Р11−83−427, Дубна, 1983.
- Winslow A.M. Numerical Solution of the Poisson Equation in a Non-Uniform Triangle Mesh. UCRL 7784-T, 1964.
- Тозони O.B. Расчет электромагнитных полей на вычислительных машинах. Техника, Киев, 1974.
- Тозони О.В., Майергойз И. Д. Расчет трехмерных электромагнитных полей. Техника. 1974.
- Akishin P.G., Vorozhtsov S.B., Zhidkov Е.Р. Calculation of the magnetic field of the isochronous cyclotron sector magnet by the integral equations method. Proc. of COMPUMAG Conf., Grenoble, 1978.
- Жидков Е.П. и др. О формировании однородного магнитного поля на инжекторном участке ЛИУ-30. ОИЯИ Р9−88−508, Дубна, 1988.
- Жидков Е.П. и др. Расчет стационарного магнитного поля многосекционной системы линейного индукционного ускорителя. ЖТФ Т.57, N3, 1987, с.483−488.
- Урванцев А.Л. Численное решение нелинейных магнитостатических задач методом конечных элементов. Дисс.. канд. физ.-мат. наук, Новосибирск, 1981.
- Абрамов А.Г. и др. Реализация объединенного метода потенциалов и конечных элементов для решения задач магнитостатики. Серпухов, 1982, 13. (Препринт ИФВЭ: 82−87, ОМВТ)
- Горловой М.В., Дайковский А.Г., Ершов С. Ю. и. др. В кн. Тр. 5 Всесоюзн. семинара «Программа экспериментальных исследований на московской мезонной фабрике ИЯИ АН СССР». Звенигород, апрель 1982, М.: изд. ИЯИ АН СССР, 1987, с.117−124.
- Демирчян К.С. и др. Реализация метода конечных элементов на ЭВМ для расчета двумерных электростатических и магнитных полей. Изв. АН СССР, N1, 1974.
- Ламзин Е.А. Разработка алгоритма численного моделирования и расчет трехмерных магнитостатических полей в электрофизических устройствах. Дисс. .канд. технических наук, Л., 1988.
- Михлин С.Г. Вариационные методы в математической физике. М.: Наука, 1970.
- Zienkiewicz О.С. The finite element method in engineering sciences. McGraw-Hill, London, 1971.
- Allan J.J. Foundations of many manifestations of CAD. Proceedings of IFIP Working Conference on Principles of CAD, Eindhoven, pp.25−58 (Oct. 1972).
- Nau D.S.Expert computer systems. IEEE Computer, pp.63−85, February, 1983.
- Фаддеев Д.К., Фадцеева B.H. Вычислительные методы линейной алгебры. M.-JI.- Физматгиз, 1963, 734с. /
- Simkin J., Trowbridge C.W. Three dimensional computer program (TOSCA) for non-linear static electromagnetic fields. Rutherford Lab., Oxon UK (User's manual).
- Armstrong A.G., Biddlecombe C.S.The PE2D package for transient eddy current anallysis. IEEE trans MAG, Vol. 18, N2, March 1981.
- M.J.Newman, C.W.Trowbridge, L.R.Turner."GFUN: An Interactive Program as an Aid to magnet Design».Proc. 4th Conf. Magn. Technol., Brookhaven National Lab., Brookhaven, NY, pp.617−626, 1972.
- Manual de Reference. Laboratorie d’Electrotechnique, ENSIEG, BP46, 38 402, St-Martin-d'Heres.
- Polak, De Beer, Wachters, Van Velij. Maggy2 and Paddy program packages for two and three dimensional magnetostatic problems. Conf. COMPUMAG, Grenoble, 1978.
- Silvester P. MAGNET 78: User’s manual. Mac Gill University, Montreal, 1978.
- Theron M. L’algebre des solides at la CFAO en mecanique — un exemple: le systeme EUCLID. MICAD84, Hermes, 1984.
- Bernard F. CATIA: du dessin au volume, de la cinematique aux calcul scientificques, de la commande numerique de CFAO pour la mecanique. MICAD84, HERMES, 1984.
- Trowbridge C.W. Progress in Magnet Design by Computer. Proc.4th Int. Conf. on Magnet Techn., Brookhaven, USA, 1972
- Титков B.B. О предельной величине индукции импульсного магнитного поля, многократно генерируемого в толстостенных одновитковых соленоидах ЖТФ, 1989, Т.59, в.9, с.72−77 1