Реферат: А. П. Орлов Российский Федеральный Ядерный Центр внииэф, Саров, Россия

XXXIX Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 6 – 10 февраля 2012 г.



ТРЁХМЕРНОЕ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ моделирование СЖАТИЯ АКСИАЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОТОКА многопроволочнЫМ Z-пинчОМ
Б.Г. Репин, А.П. Орлов

Российский Федеральный Ядерный Центр – ВНИИЭФ, Саров, Россия,
e-mail: repinbg@mail.ru

Изложены результаты численного эксперимента по сжатию внешнего продольного магнитного поля в результате электродинамической имплозии цилиндрического многопроволочного лайнера, проведенного с помощью трёхмерного (в эйлеровых цилиндрических координатах r-φ-z) РМГД кода FLUX-3D [1].

В качестве базового был взят эксперимент Shot-51 на установке Z, в котором многопроволочный вольфрамовый лайнер имел высоту 2 см, массу 4.1 мг и располагался на радиусе 2 см. В расчётах полагалось, что начальное аксиальное магнитное поле однородно и имеет величину Bz0=100 кГс, а количество проволочек, составляющих лайнер, варьировалось.

В случае классического Z-Θ пинча, когда при электровзрыве проволок образуется однородная тонкая плазменная оболочка, индукция аксиального магнитного поля должна (в силу сохранения начального аксиального магнитного потока ) меняться по закону . В другом предельном случае, когда лайнер составлен из малого (<<100) количестве проволок, можно ожидать, что плазма каждой отдельной проволочки движется к оси сборки в виде отдельной струи. При этом цилиндрическая плазменная оболочка, компрессирующая аксиальный магнитный поток, вообще не образуется и . Однако расчёты, проведённые с помощью кода FLUX-3D, показали, что аксиальный магнитный поток может эффективно сжиматься и при отсутствии в начальный момент времени сплошной плазменной оболочки. Существенным является тот факт, чтобы отдельные струи от проволочек смыкались на радиусе R<R0 с образованием на внутренней границе сжимающейся плазмы азимутально-замкнутого проводящего контура.

В работе проводится анализ эффективности компрессии начального аксиального магнитного поля азимутально-однородным и дискретным (составленным из малого числа проволочек) плазменным лайнером. Представленные расчёты выполнены на стационарной, регулярно-пространственной эйлеровой сетке в секторном приближении.

Литература.

А.П. Орлов, Б.Г. Репин, «Численное моделирование многопроволочного Z-пинча с помощью магнитогидродинамического кода FLUX-3D», Доклад на данной конференции.