导心轨道模拟中对磁场计算方法的改进

计算物理 ›› 2012, Vol. 29 ›› Issue (1): 115-120.

导心轨道模拟中对磁场计算方法的改进

谢卿, 杨维纮

中国科学院基础等离子体重点实验室中国科学技术大学近代物理系, 安徽合肥 230026

收稿日期:2011-02-23 修回日期:2011-06-20 出版日期:2012-01-25 发布日期:2012-01-25
作者简介:谢卿(1985-),男,安徽安庆,硕士生,从事磁流体相关问题的数值模拟研究,E-mail:xieqing@mail.ustc.edu.cn
基金资助:
国家基础研究(2008CB717808);国家ITER专项研究(2009GB105001)资助项目

Improved Calculation of Magnetic Field in Simulation of Guiding-Center Motion

XIE Qing, YANG Weihong

CAS Key Laboratory of Basic Plasma Physics, Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China

Received:2011-02-23 Revised:2011-06-20 Online:2012-01-25 Published:2012-01-25

摘要/Abstract

摘要： 在导心轨道的计算中,用离散傅立叶变换对二维磁场信息沿角向进行变换,得到各阶谐波分量随极向磁通变化的拟合公式,用此生成磁场。数值模拟结果表明,该方法在精度上和传统的样条插值一致,可以在角向和极向上求任意阶导数,为磁岛和撕裂膜的计算提供了便利.

关键词: 导心, 轨迹, 离散傅立叶变换, 样条插值

Abstract: In simulation of a charged particle's guiding-center orbit in Tokamak equilibrium configurations, an efficient way to build physical functions such as magnetic field was obtained. Discrete Fourier transform is applied to replace cubic spline interpolation and B spline interpolation methods in calculation of gulding-center's trajectory. It has same accuracy as cubic spline interpolation and facilitates calculations in tearing mode as well. The method holds naturally property of symmetry. Derivatives of 3rd order or above can be obtained easily. Moreover, effect of incorrect data is reduced to the minimal limit compared with cubic spline interpolation.

Key words: guiding-center, trajectory, discrete fourier transform, cubic spline interpolation

中图分类号:

O442

谢卿, 杨维纮. 导心轨道模拟中对磁场计算方法的改进[J]. 计算物理, 2012, 29(1): 115-120.

XIE Qing, YANG Weihong. Improved Calculation of Magnetic Field in Simulation of Guiding-Center Motion[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2012, 29(1): 115-120.

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