Overordnede kursusmål
Formålet med kurset er at give de studerende en
anvendelsesorienteret forståelse af, hvordan magnetiserede plasmaer
modelleres og simuleres numerisk, med særlig vægt på
fusionsrelevante systemer. Kurset introducerer modelhierarkiet fra
væske- til kinetiske beskrivelser og demonstrerer, hvordan
geometri, turbulens, opvarmning og kilder repræsenteres i numeriske
simuleringer.
Gennem forenklede og reducerede modeller opnår de studerende evnen
til at implementere, analysere og kritisk vurdere numeriske
simuleringer. Kurset danner grundlag for videregående arbejde inden
for fusionsplasmafysik, plasmaturbulens og numerisk modellering af
komplekse plasmasystemer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Forklar hierarkiet af plasmamodeller og deres
validitetsdomæner
- Formuler fluid- og reducerede kinetiske ligninger egnede til
numerisk simulering
- Anvend numeriske diskretiseringsmetoder på advektionsdominerede
plasmaligninger
- Beskriv hvordan tokamak-geometri og magnetiske koordinater
indgår i numeriske modeller
- Simuler reducerede modeller af plasmaturbulens og
-transport
- Modellér eksterne opvarmnings- og partikelkilder, såsom Neutral
Beam Injection, i forenklet form
- Være i stand til at anvende verifikations- og
valideringsteknikker
- Vurder numeriske resultater kritisk, og skeln fysiske effekter
fra numeriske artefakter
- Vælg passende modelleringsmetoder til givne
fysikproblemer
Kursusindhold
Numerisk modellering af magnetiserede plasmaer.
Plasmamodelhierarki: væske-, driftreducerede, kinetiske og
gyrokinetiske beskrivelser. Numerisk diskretisering af partielle
differentialligninger. Enkeltvæske- og resistiv
magnetohydrodynamik. Driftreducerede og tovæskemodeller.
Plasmaturbulens og transportdiagnostik. Tokamak-geometri,
magnetiske koordinater og geometribevidste numeriske skemaer.
Kinetiske modeller, herunder Vlasov- og Particle-in-Cell-metoder.
Konceptuel introduktion til gyrokinetisk modellering. Ekstern
opvarmning og partikelkilder med vægt på neutralstråleinjektion.
Verifikation, validering og usikkerhedsvurdering i
plasmasimuleringer.
Sidst opdateret
04. maj, 2026
