Revision 15b03266aa9710e06a2ca9321d4ae0bc6fe3ed0c (click the page title to view the current version)
Changes from 15b03266aa9710e06a2ca9321d4ae0bc6fe3ed0c to 09ad14ef4f175a3a0feaae925a703b4299e9dd7f
---
format:markdown
...
# **2. simulace**
## Záměr
Pomocí COMSOL Multiphysics a znalostí získaných v dřívějších sekcích navrhnout lepší a bezpečnější uspořádání cívek pro EU DEMO1, než je popsáno v práci [1], které by byly schopny rozmítat samotné nestability typu ELM.
## Simulace
Poslední funkční nepublikovaný návrh počítal s upraveným designem cívky do tvaru dvou solenoidů uložených za štítem divertoru, viz. Obr. 1. Z tohoto modelu jsme nyní vycházeli. Krom samotného uspořádání je výraznou změnou oproti předchozí simulaci [05.2021](/TrainingCourses/FTTF/2020-2021/SamuelLuk/Logs/logbook5) i jiná frekvence rozmítání cívky $f=1,7$ kHz (předtím odpovídala měření, $f=4$ MHz). Pro takovou frekvenci je nezbytná tloušťka měděné trubice alespoň $\sqrt{\pi f\mu\sigma}=1,8$ mm. Pro všechny simulace jsme si zafixovali bod poblíž X-bodu, kde srovnáváme magnetickou indukce různých uspořádání trubic. Simulace uspořádání z Obr. 1 nám hlásí hodnotu amplitudy magnetické indukce v tomto bodě $B_\text{bod}=2$ mT.
Pokračovali jsme přidáním měděných trubic tloušťky $2$ cm se stejným proříznutím jako u divertorového štítu. Trubice obepínaly celé cívky a sahali až k wolframovým deskám, viz. Obr. 2. V tomto případě se sledované magnetické pole zvýšilo na $B_\text{bod}=6,5$ mT.
Moc se nezměnilo spojením těchto trubic tak, že utvořili původní C-tvar, viz. Obr. 3. Magnetické pole se trochu snížilo na $B_\text{bod}=6,0$ mT, zřejmě v důsledku navýšení celkové délky trubice, jako jsme pozorovali v měření [26.12.2020](/TrainingCourses/FTTF/2020-2021/SamuelLuk/Logs/logbook3).
Následovaly různé pokusy o co největší navýšení sledovaného pole např. pomocí přidáním druhé vrstvy trubic ($B_\text{bod}=6$ mT), či proříznutím pouze vnitřní poloviny divertorových desek (mezi dírami v divertorových deskách) a trubic ($B_\text{bod}=6$ mT). Při celkovém zúžení průřezu desek i trubic z 1 cm na 1 mm se magnetické pole v bodě snížilo zpět na $B_\text{bod}=2$ mT, proto byla provedena následující simulace s 1 mm mezerou, ale bez trubic, která ukázala hodnotu $B_\text{bod}=0,6$ mT. Šlo tedy pouze o pokles způsobený primárně zmenšením otvoru mezi divertorovými deskami.
Tím se rozhodlo, že další simulaci provedeme pouze s trubicí tvořící C-tvar (jako na Obr. 3. + pouze prořez z jedné strany) s cílem snížit amplitudu potřebného proudu původního návrhu $I_\text{původ}=210$ kA faktorem $B_\text{bod}^\text{Obr.3}/B_\text{bod}^\text{Obr.1}=6/2=3$ na 70 kA. Simulace ukázala, že taková konfigurace odpovídá předpokladům.
Tím se rozhodlo, že další simulaci provedeme pouze s trubicí tvořící C-tvar (jako na Obr. 3. + pouze prořez z jedné strany) s cílem snížit amplitudu potřebného proudu původního návrhu 210 kA faktorem $B_\text{bod}^\text{Obr.3}/B_\text{bod}^\text{Obr.1}=6/2=3$ na 70 kA. Simulace ukázala, že taková konfigurace odpovídá předpokladům.
## Závěr
Ze simulací vychází, že nejvhodnější uspořádání je v podobě trubic sahajíc od počátku cívek až po divertorové desky (Obr. 2), avšak s cílem omezit magnetické pole pouze do prostoru trubic jsme zvolili jako vhodnější konfiguraci trubici obepínající obě cívky najednou (Obr. 3). Tím jsme snížili celkové energetické nároky na cívky faktorem 3.
