Orientador: José Busnardo Neto

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Um modelo numérico de dois fluídos, que integra as equações de conservação da massa, do momento e da energia juntamente com as equações de Maxwell, é usado para simular a fase de implosão de três q-pinches: q-pinch Tupã, q-pinch II e q-pinch da Universidade do Texas. Os processos de...

Resumo: Um modelo numérico de dois fluídos, que integra as equações de conservação da massa, do momento e da energia juntamente com as equações de Maxwell, é usado para simular a fase de implosão de três q-pinches: q-pinch Tupã, q-pinch II e q-pinch da Universidade do Texas. Os processos de transporte anômalos (microinstabilidades) são incluídos de maneira auto-consistente, segundo o modelo de Liewer e Krall. Obtém-se perfis de quantidades típicas do plasma tais como densidade, campo magnético, densidade de corrente, temperaturas eletrônica e iônica para vários instantes da implosão. Para o q-pinch de alta densidade (Tupã, com n » 1016cm-3) e para o q-pinch da densidade intermediária (q-pinch II, com n » 1014cm-3), é encontrado que ambos os processos de transporte, o clássico e o anômalo, podem desempenhar um papel importante durante a implosão. O transporte anômalo é dominante na região da camada de corrente e atrás do pistão (onde a corrente e a temperatura são relativamente altas) e o transporte clássico tende a dominar na frente do pistão (onde a densidade é alta e a temperatura relativamente baixa). É demonstrado também que a resistividade anômala aumenta com a massa do íon e que existe um inter-relacionamento entre a resistividade clássica e a resistividade anômala. Para o q-pinch de baixa densidade (Texas, com n » 1012cm-3), o transporte anômalo domina completamente, tanto atrás como na frente do pistão. Neste caso o transporte clássico é desprezível. Os resultados numéricos permitem uma identificação precisa dos fenômenos físicos dominantes nos vários instantes da implosão

Abstract: A two-fluid numerical model, which integrates the mass, momentum and energy conservation equations together with the Maxwell equations, is used to simulate the implosion stage of three q-pinches: q-pinch Tupã (high density), q-pinch II (intermediate density) and the q-pinch of the...

Abstract: A two-fluid numerical model, which integrates the mass, momentum and energy conservation equations together with the Maxwell equations, is used to simulate the implosion stage of three q-pinches: q-pinch Tupã (high density), q-pinch II (intermediate density) and the q-pinch of the University of Texas. Anomalous transport processes (microinstabilities) are included self-consistently, following the model of Liewer and Krall. Classical transport processes are introduced according to the model of Braginskii. The profiles of typical plasma quantities such as density, magnetic field, current density, electron temperature and ion temperature are obtained at various stages of the implosion. For a high density q-pinch (n » 1016cm-3) and for na intermediate density q-pinch (n » 1014cm-3) it is found that both transport processes, the classical one and the anomalous one, can play an important role during the implosion. Anomalous transport is dominant in the sheath region and behind the piston (where the current and the temperature are relatively high) and classical transport tends to dominate ahead of the piston (where the density is high and the temperature is relatively low). It is demonstrated also that the anomalous resistivity increases with ion mass and that classical and anomalous resistivities are coupled. For the low density q-pinch (n » 1012cm-3), anomalous transport is completely dominant, both behind and in front of the piston, and classical transport is negligible. These numerical results permit a precise identification of the dominant physical phenomena at the various stages of the implosion