kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Resistive modeling for pedestal prediction with the Europed code
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Applied Physics.
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Prediktiv resistiv modellering av piedestal med hjälp av Europed-kod (Swedish)
Abstract [en]

Thermonuclear fusion through magnetic confinement stands as a promising avenue for future energy production. It requires extremely high temperature and density. Within this pursuit, the high-confinement mode emerges as a pivotal regime capable of achieving exceptional levels of temperature and density. This regime is characterized by high gradients at the edge of the plasma, forming a so-called pedestal. The pedestal is crucial to obtaining high temperature and density in the plasma core, and having an accurate model is primordial to optimize performances. Formerly, models typically neglected the effect of resistivity in the pedestal, leading to notable disparities between theoretical predictions and experimental findings. The present thesis focuses on the effect of including resistivity in the pedestal modeling. The results show that resistivity influences the pedestal modeling: it is destabilizing. The higher the resistivity, the more destabilized the pedestal is. Two mechanisms drive the destabilization: the exacerbation of ideal instabilities with increasing resistivity and the emergence of a new instability regime at low-pressure gradients. Furthermore, the thesis scrutinizes two additional parameters —relative shift and density at the pedestal top— known to impact modeling outcomes. The degree of pedestal destabilization induced by resistivity is found to vary with these parameters. While some equilibria, derived from these parameters, show little difference between ideal and resistive predictions, the resistivity has significant effects on others. This work demonstrates that including resistivity in pedestal modeling has a significant impact on the model’s predictions. This thesis is a first step needed towards understanding the potential outcomes of the resistive model. It highlights that resistivity is a destabilizing factor. Ideal predictions overestimate the pedestal stability, and this work paves the way to understand whether the destabilization induced by resistivity would resolve the discrepancies between the model’s predictions and the experimental observations.

Abstract [sv]

Kärnfusion med magnetisk inneslutning är en lovande energikälla för framtiden. Detta kräver en extremt hög temperatur och densitet. En specifik regim kallad höginneslutningsläget gör det möjligt att uppnå särskilt hög temperatur och densitet. Denna regim karakteriseras av en region av plasman kallad piedestalen. Piedestalen är avgörande för att upprätthålla hög temperatur och densitet i plasmats kärna, och modellering av den är av högsta vikt för att optimera kärnfusionsprestandan. Tidigare har modeller typiskt sett försummat effekten av resistivitet i piedestalen. Avvikelser mellan sådana modeller och experiment har då påträffats.Den här avhandlingen fokuserar på effekten av att inkludera resistivitet i modelleringen av piedestalen. Resultaten visar att resistiviteten påverkar modelleringen av piedestalen: att inkludera resistivitet leder till en destabilisering av piedestalen. Ju högre resistivitet, desto större blir destabiliseringen av piedestalen. Denna effekt har två orsaker: de ideala instabiliteterna förvärras ytterligare med ökande resistivitet, och inkluderingen av resistivitet leder till uppkomsten av en ny typ av instabilitet som uppstår vid mycket låga tryckgradienter för piedestalen. Två andra parametrar studeras också: den relativa förskjutningen och densiteten vid piedestalens topp. Dessa parametrar är kända för att påverka modellens förutsägelser. Destabiliseringen av piedestalen som orsakas av att inkludera resistivitet beror på dessa parametrar. Medan effekten är mycket liten för vissa jämviktslägen, har inkluderingen av resistivitet betydande effekter för andra.Detta arbete visar att inkludering av resistivitet i modelleringen av piedestalen har en betydande inverkan på modellens förutsägelser. Denna avhandling utgör ett första steg mot att förstå de potentiella resultaten av den resistiva modellen. Den belyser att resistivitet är en destabiliserande faktor. Ideala förutsägelser överskattar piedestalens stabilitet, och detta arbete banar vägen för att förstå om destabiliseringen som orsakas av resistivitet kan lösa avvikelserna mellan modellensförutsägelser och experimentella observationer.

Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2024:026
Keywords [en]
pedestal, JET, peeling-ballooning stability, EPED, Europed
Keywords [sv]
piedestal, JET, peeling-ballongstabilitet, EPED, Europed
National Category
Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-355015OAI: oai:DiVA.org:kth-355015DiVA, id: diva2:1906694
Subject / course
Physics
Educational program
Master of Science - Engineering Physics
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-10-18 Created: 2024-10-18 Last updated: 2024-10-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(12015 kB)307 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 12015 kBChecksum SHA-512
89b18bea7d546bae68c7ce3d158e382a741fae8cfde9051b21f68db4372d5661ed95769e625feebf9d0a2c2f30c13b0ae6af4785e9f6e47154e7044b21ad3ef3
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Applied Physics
Physical Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 307 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 161 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf