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Dr. Daniel Told
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Standort Garching

Hybride gyrokinetische Rechnungen

Hybrid gyrokinetic computations for weakly magnetized plasmas in nature and the laboratory (Helmholtz-Nachwuchsgruppe)


Die Hochschul-Nachwuchsgruppe wurde mit finanzieller Unterstützung der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren vom IPP eingerichtet. Dazu wird man mit der „Computer-orientierte Plasmaphysik“ der Ruhr-Universität Bochum zusammenarbeiten.

Thema sind turbulente Teilchenbewegungen in schwach magnetisierten Plasmen. Solche Plasmen gibt es im Labor – im Randbereich von Fusionsplasmen – und in der Natur, im Sonnenwind. Ihr Kennzeichen: steile Druckabfälle und sowohl niedrig- als auch hochfrequente Turbulenz.

Ziel ist es, diese turbulenten Prozesse rechnerisch zu simulieren, um mit Hilfe dieser Modellierungen quantitative Vorhersagen machen zu können. Denn in einem Fusionsplasma sorgen diese Wirbel für unerwünschte Verluste, weil sie Energie aus dem heißen Inneren nach außen transportieren und das Plasma abkühlen. Der zur Berechnung im allgemeinen sehr erfolgreiche Ansatz, die vollständige kinetische Theorie durch eine reduzierte Theorie, die Gyrokinetik, zu ersetzen, passt jedoch auf solche Plasmen nicht, insbesondere nicht auf die Bewegung der Plasma-Ionen. Daher will das Team den ersten gitterbasierten Simulationscode entwickeln, der ein voll-kinetisches Ionenmodell mit einer gyrokinetischen Beschreibung der Elektronen verbindet.

 
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