cea logo LaBri logo inria logo inria logo anr logo Aster Alpinus

Projet ASTER (financé by ANR-CIS-2006)

Adaptive mhd Simulation of Tokamak Elms for iteR

Resume

Les instabilités Magnéto-Hydro-Dynamique, appelées Edge Localized Mode (ELM), sont régulièrement observées dans les scenarios standard des plasmas sur un tokamak. Les pertes d'énergie induites par ces ELMs dans les plasmas du réacteur ITER sont un réel problème. De plus, la compréhension actuelle des quantités d'énergie perdues a cause des ELMs est extrêmement limitée. Dans la littérature, aucune simulation numérique ne permet la prise en compte de ces instabilités ELM, depuis son apparition, en passant par son évolution non-linéaire, jusqu'à sa disparition. Récemment, des résultats encourageants sur la simulation d'un cycle d'instabilité ELM ont été obtenus à l'aide du code JOREK développé au CEA mais avec une résolution toroïdale réduite. Le code JOREK dispose d'un schéma d'évolution en temps complètement implicite et utilise le solveur PaStiX pour la résolution du système linéaire creux associé. Dans ce projet, nous proposons de développer et d'implémenter des méthodes pour améliorer le code MHD afin de permettre la simulation des instabilités ELM pour des résolutions élevées. La simulation de ces instabilités correspond à un besoin urgent de compréhension de ces phénomènes pour permettre d'évaluer un mécanisme de contrôle de ces fuites d'énergie. Ces améliorations passent par la prise en compte de techniques de type raffinement de maillages, par la mise en oeuvre de schémas numériques MHD robustes et par l'utilisation d'éléments finis cubiques d'Hermite raffinables. Ces développements doivent être compatibles avec l'utilisation d'un schéma d'évolution en temps implicite et avec l'adaptation du solveur PaStiX. De part les très grandes différences d'échelle de temps, il est en effet nécessaire d'utiliser un schéma implicite dans les simulations MHD. Ces nouvelles méthodes seront implémentées et évaluées dans le code FluidBox, développé dans l'équipe INRIA ScAlApplix et dans le code JOREK afin d'optimiser les échanges d'expertises sur les schémas numériques et les simulations MHD.

Ce project est une collaboration entre le Departement de Recherche sur la Fusion Controlee (DRFC, CEA/Cadarache) et les Laboratoires Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI) et Mathématiques Appliquées de Bordeaux (MAB) a l'University of Bordeaux I.

Persons

Remi Abgrall      Mathématiques Appliquées de Bordeaux (MAB), Université Bordeaux I 
Marina Becoulet   Departement de Recherches sur la Fusion Controlee, Association Euratom-CEA Cadarache
Olivier Coulaud   LaBRI (UMR 5800), Bordeaux
Pascal Henon      INRIA (UR FUTURS), Bordeaux
Guido Huysmans    Departement de Recherches sur la Fusion Controlee, Association Euratom-CEA Cadarache (coordinator)
Boniface N'Konga  Mathématiques Appliquées de Bordeaux (MAB), Université Bordeaux I
Pierre Ramet      LaBRI (UMR 5800),  Université Bordeaux I