Gyrokinetic simulation of multimode plasma turbulence

Durch Mikroturbulenz verursachter Wärme- und Teilchentransport in magnetisch eingeschlossenen Hochtemperaturplasmen ist eines der drängendsten Probleme der Fusionsforschung.In dieser Arbeit werden die gyrokinetischen Gleichungen, die magnetisierte Plasmen bei fusionsrelevanten Parametern beschreiben...

Author: Merz, Florian
Further contributors: Jenko, Frank (Thesis advisor)
Division/Institute:FB 11: Physik
Document types:Doctoral thesis
Media types:Text
Publication date:2008
Date of publication on miami:24.02.2009
Modification date:22.04.2016
Edition statement:[Electronic ed.]
Subjects:Gyrokinetik; Mikroturbulenz; Plasmaphysik; Kernfusion; anomaler Transport; Mikroinstabilitäten
DDC Subject:530: Physik
License:InC 1.0
Language:English
Format:PDF document
URN:urn:nbn:de:hbz:6-82539572914
Permalink:http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:6-82539572914
Digital documents:diss_merz.pdf

Durch Mikroturbulenz verursachter Wärme- und Teilchentransport in magnetisch eingeschlossenen Hochtemperaturplasmen ist eines der drängendsten Probleme der Fusionsforschung.In dieser Arbeit werden die gyrokinetischen Gleichungen, die magnetisierte Plasmen bei fusionsrelevanten Parametern beschreiben, für allgemeine magnetische Geometrien unter Berücksichtigung von Stößen präsentiert, weiterhin werden Aspekte der numerischen Implementierung in den massiv parallelen Plasmaturbulenz-Code GENE diskutiert. Nichthermitescher Entartungen in lineare Modenübergängen werden mit Hilfe eines Eigenwertlösers untersucht. Statistische Untersuchungen der ExB-Nichtlinearität im Fall reiner Trapped Electron Mode (TEM) Turbulenz zeigen, dass diese durch einen Diffusionsterm approximiert werden kann, was ein schon bekanntes quasilineares Transportmodell stützt. Es werden Übergänge zwischen TEM- und Ion Temperature Gradient (ITG) Turbulenz untersucht, eine Koexistenz führt zu interessanten Effekten beim Teilchentransport. Abschließend werden verschiedene Aspekte der ITG-Turbulenz im Stellarator W7-X mit adiabatischen und kinetischen Elektronen diskutiert.