A noise-robust Monte Carlo method for electric field calculations in EMC3
William De Deyn, Ruben De Wolf, Vince Maes, Giovanni Samaey
分析和优化星形器配置的主要代码之一是EMC3代码,它实现了最先进的3D蒙特卡洛等离子体边缘传输代码。 然而,到目前为止,对E x B漂移的自我一致的处理是不存在的。 众所周知,这种等离子体漂移会显着影响等离子体边缘的粒子和热分布。 最好将这种漂移纳入EMC3,以提高代码的预测能力。 E x B漂移的计算需要电场E的近似,这与电势φ的梯度成正比。 在以前的研究中,梯度是用基于电势的有限差值的最小平方方法计算的。 然而,由于EMC3的随机性,代码计算的输出等离子体场本质上是嘈杂的。 有限差法进一步放大了噪声,随着网格尺寸减小,放大系数会越来越大。 我们继续从,它引入了一种新的噪声强效方法1D衍生物。 我们将噪声强效方法扩展到2D,并将其应用于电位。 我们表明,在均匀扩散系数的情况下,可以导出描述电场演化的PDE。 这种PDE允许我们通过蒙特卡洛模拟直接近似电场,从而避免了近似有限差的需要。 我们用测试案例说明方法的准确性和噪声稳健性。
One of the main codes to analyze and optimize stellarator configurations is the EMC3 code, which implements a state-of-the-art 3D Monte Carlo plasma edge transport code. However, so far, a self-consistent treatment of the E x B drift is absent. This plasma drift is known to significantly impact the particle and heat distribution in the plasma edge. It is desirable to incorporate this drift into EMC3 to improve the predictive capabilities of the code. The calculation of the E x B drift requires t...