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用于非线性MHD模拟的G-连续Bezier单元的通用公式。 (英语) Zbl 07540342号

概述:国际托卡马克ITER正在朝着组装完成和首次等离子体操作的方向发展,这将是聚变界面临的物理和工程挑战。在ITER实验场景的准备过程中,非线性MHD模拟在积极理解和预测未来聚变发电厂托卡马克等离子体的行为和稳定性方面发挥着重要作用。像JOREK这样的MHD代码的开发是这项研究工作的一个关键方面,它为等离子体稳定性以及对全局和局部等离子体事件(如边缘局部模式和破坏)的控制提供了宝贵的见解。在本文中,我们提出了一种应用于JOREK代码的新型广义Bezier有限元公式的操作实现,这是对以前的G1-连续双剪切Bezier元素的一个重大改进。这种新的数学方法可以使Bezier元素的任何多项式阶成为可能,对于任何奇数\(n),都可以保证在\(n-1)/2级上的G-连续性,其中\(n\)是Bezier多项式的阶。定义了广义方法,并为G-连续性要求提供了严格的数学证明。文中提到了代码实现的关键细节,以及一系列测试,以证明有限元方法的数学可靠性,以及典型非线性托卡马克MHD模拟的实用性。通过对未来ITER托卡马克中边缘定域模不稳定性的最新模拟演示,以及真实的网格几何形状,最终完成了这项研究。

MSC公司:

65Dxx日 数值近似和计算几何(主要是算法)
68单位 计算方法和应用
65新元 偏微分方程边值问题的数值方法
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全文: 内政部

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