Transient electromagnetic analysis in tokamaks using typhoon code

Белов, А. В.; Doinikov, N.I.; Duke, Alexander; Kokotkov, V.; Korol'kov, M.; Kotov, V.; Kukhtin, V.; Lamzin, E.; Sytchevsky, S.

doi:10.1016/0920-3796(95)00429-7

Cited by 44 publications

(24 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Переход к моменту времени t1 = t + h t , анализ величины t1: -при выполнении условия t1 <<  1 автоматическая перестройка модели оболочек с учётом новой толщины скин-слоя и переход к шагу Т1; -при выполнении условия t1   1 переход к основной ветви алгоритма [39], учитывающего конеч-ную толщину тонкостенных элементов, использование системы оболочек основной вычислительной мо-дели.…”

Section: реализация численных моделей описание алгоритмаunclassified

“…Каждый из предложенных подхо-дов реализован в виде соответствующего пакета вычислительных программ TYPHOON [39] (магнитные оболочки) и TORNADO [40] (пространственные конечные элементы).…”

Section: реализация численных моделей описание алгоритмаunclassified

“…Единственный, нормальный к поверхности проводящей оболочки компонент векторного электрического потенциала [39] подлежит определению практически только на поверхности оболочки, что обеспечивает минимизацию требований к размерности задачи.…”

Section: реализация численных моделей описание алгоритмаunclassified

See 2 more Smart Citations

Iter Global Computational Models for Em Transient Analysis and Design Optimization

Arslanova¹,

Белов²,

Belyakov³

et al. 2011

PAST-TF

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Анализ переходных электромагнитных процессов является одним из ключевых моментов при разработке и создании Междуна-родного термоядерного экспериментального реактора ИТЭР. Разнообразие режимов работы токамака и источников переменно-го магнитного поля в нём, включая плазму, сложность конструкции и значительная взаимная индуктивная связь основных сис-тем требуют построения глобальных пространственных вычислительных моделей и выполнения тщательных многовариантных оптимизационных расчётов. Работа обобщает пятнадцатилетний опыт построения таких математических моделей в Российской Федерации и решения на их основе практических задач, возникших в процессе проектирования ИТЭР. В силу особой труд-ности решения таких задач и ограниченности вычислительных ресурсов (даже с использованием современной вычислител ь-ной техники) обсуждаются возможные различные варианты построения моделей. Проводятся обоснование выбранных чис-ленных методов и составление результатов, полученных на основе разработанных авторами пакетов прикладных программ и вычислительных методик. Созданное программное обеспечение и вычислительные модели прошли успешное испытание в ходе организованных Международной организацией ИТЭР сопоставительных расчётов, выполненных сторонами -участницами на базе различных программных продуктов и вычислительных моделей.Ключевые слова: ИТЭР, моделирование, магнитное поле, переходные электромагнитные процессы, дифференциальная фор-мулировка, интегральная формулировка, вихревые токи, электромагнитные нагрузки, конечные элементы, магнитные оболочки. To provide adequate predictions and design solutions, efforts have been devoted to development of detailed global models to reflect a combined effect of a variety of field sources, plasma behaviour, inductive coupling of sub-systems and structure response for a range of configurations and operational events. The paper summarizes a fifteen-year experience in such modelling as well as electromagnetic and optimization studies for the ITER Project. Because of the complexity and high computational resources involved, suitability of different models is discussed. Different numerical techniques implemented in dedicated computer codes are compared. Validation of the proposed models has also been accomplished. ITER GLOBAL COMPUTATIONAL MODELS FOR EM. Key words: ITER, simulation, magnetic field, electromagnetic transients, differential approach, integral approach, eddy current, EM load, finite element, magnetic shell. ВВЕДЕНИЕНа всех стадиях проектирования Международного термоядерного экспериментального реактора ИТЭР требовался и проводился достаточно тщательный анализ переходных электромагнитных процес-сов в основных системах установки [1,2,3]. Импульсные режимы работы [3] вызывают появление весь-ма значительных электромагнитных нагрузок и тепловых потерь, что накладывает существенные огра-ничения на конструкцию реактора. Это обусловливает необходимость моделирования вихревых токов, пондеромоторных сил и тепловыделений с учётом высокой степени детализации проводящих конструк-тивных элементов. П...

show abstract

Section: реализация численных моделей описание алгоритмаunclassified

See 1 more Smart Citation

Iter Global Computational Models for Em Transient Analysis and Design Optimization

Arslanova¹,

Белов²,

Belyakov³

et al. 2011

PAST-TF

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…4 иллюстрирует временную зависимость интегральных электромагнитных нагрузок на цен-тральную сборку дивертора в режиме FDVDE-III в интервале времени от 640 до 730 мс, соответствую-щих наибольшим значениям. Нагрузки, соответствующие режимам FDVDE-II и FDVDE-III, были рас-считаны специалистами НИИЭФА (отдел НИВО, НТЦ «Синтез») при помощи электромагнитного кода TYPHOON [1].…”

Section: расчётные нагрузки на центральную сборкуunclassified

Strength Estimation of the Iter Divertor Dome

Alekseev¹,

Labusov²,

Makhankov³

et al. 2010

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

Выполнены расчёты напряжённо-деформированного состояния конструкции центральной сборки дивертора и проведены оцен-ки прочности и ресурса её элементов в соответствии с Нормами ИТЭР. Для расчёта наиболее нагруженных зон были использо-ваны локальные конечно-элементные модели. Исходными данными для локального анализа являлись результаты динамическо-го расчёта всего дивертора при действии нагрузок, вызванных срывами тока плазмы, и результаты расчётов полей температур в элементах конструкции. В результате было выявлено, что прочность и ресурс опор и силовых несущих конструкций дивертора в первую очередь зависят от механических нагрузок, вызванных электромагнитными силами при срывах тока плазмы. Проч-ность и ресурс теплозащитных элементов дивертора в основном определяются тепловыми нагрузками, действующими на об-ращённые к плазме поверхности. По результатам работы были даны рекомендации по изменению конструкции для наиболее напряжённых её элементов. Окончательное заключение о прочности центральной сборки дивертора будет дано после внесения запланированных изменений в конструкцию и уточнения исходных данных для расчёта температурных полей.Ключевые слова: реактор-токамак ИТЭР, центральная сборка дивертора, конечно-элементный расчёт, оценка прочности и ресурса. STRENGTH ESTIMATION OF THE ITER DIVERTOR DOME.A.B. ALEKSEEV, A.N. LABUSOV, A.N. MAKHANKOV, M.V. KHOKHLOV. Stress analysis and strength estimation of the ITER divertor dome under operating electromagnetic and thermal loads have been performed. Two types of finite element models -global of the whole divertor dome and local models of the most critical dome parts -were involved into structural analysis. Dynamic stress analysis of the divertor dome under electromagnetic loads at plasma disruptions has been used for strength assessment of the main structural elements (supports, tubes, etc). Local models have been used for strength estimation of the plasma facing units under electromagnetic and thermal loads. Performed analysis has shown that strength of the dome main structural elements is determinated by electromagnetic loads at plasma disruptions. Damage fracture of the dome plasma facing units corresponds to the thermal loads mainly. Recommendations on the base of the dome structural analysis results have been employed in the design. The conclusion about strength of the ITER divertor dome will be done after all design modifications and more exact definition of operating thermal loads.

show abstract

“…The TYPHOON software package [1] has been used for the analysis. The code is capable of simulation of quasi-stationary eddy currents using a shell approximation in the integral-differential formulation to represent conducting structures with a set of conducting multi-connected shells in terms of the electric vector potential (the T-˝method) [1][2][3].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%