Etude de la génération de courant non inductive dans Tore Supra et application aux scénarios opérationnels d'un tokamak continu PDF Download
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Author: Fabienne Kazarian-Vibert
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 248
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Book Description
LA GENERATION NON INDUCTIVE DE COURANT DANS UN PLASMA DE TOKAMAK PAR LES ONDES A LA FREQUENCE HYBRIDE BASSE PERMET D'OBTENIR DES REGIMES DE FONCTIONNEMENT CONTINU, ETAPE NECESSAIRE A LA REALISATION D'UN REACTEUR A FUSION THERMONUCLEAIRE. LE BUT DE CETTE THESE EST DE DEFINIR ET D'ETUDIER DES SCENARIOS SUR TORE SUPRA PERMETTANT D'ATTEINDRE DES REGIMES A LA FOIS STATIONNAIRES ET PERFORMANTS GRACE A UN CONTROLE DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT, CE QUI N'EST REALISABLE QU'EN REGIME NON INDUCTIF. LA DIFFUSION RESISTIVE DU COURANT, EST ETUDIEE DANS L'OBJECTIF DE VALIDER DE FACON PRECISE LES PROFILS DE DENSITE DE COURANT INDUCTIF ET NON INDUCTIF ET LEUR INFLUENCE SUR L'EVOLUTION TEMPORELLE DES CARACTERISTIQUES D'UNE DECHARGE. LA THESE SE POURSUIT PAR L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE D'UN NOUVEAU MODE OPERATOIRE OU LA CONSOMMATION DU FLUX DISPONIBLE AU CIRCUIT PRIMAIRE DU TRANSFORMATEUR EST CONTROLEE AFIN D'OBTENIR DES REGIMES PUREMENT NON INDUCTIFS ET STATIONNAIRES D'UNE FACON REPRODUCTIBLE. CETTE ETUDE CONSTITUE UNE PREMIERE ETAPE VERS LE CONTROLE DES DECHARGES LONGUES ENTIEREMENT NON INDUCTIVES. LA CONSOMMATION DE FLUX EN PHASE DE MONTEE DU COURANT ASSISTEE PAR LES ONDES HYBRIDES, EST EGALEMENT ETUDIEE DANS LE BUT DE DETERMINER DES REGIMES OU CETTE CONSOMMATION EST MINIMALE. L'INFLUENCE DE LA FORME DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT NON MONOTONE SUR LE CONFINEMENT ET LE TRANSPORT DE L'ENERGIE DANS LE PLASMA EST ENSUITE CLAIREMENT MISE EN EVIDENCE
Author: Fabienne Kazarian-Vibert
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Category :
Languages : fr
Pages : 248
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LA GENERATION NON INDUCTIVE DE COURANT DANS UN PLASMA DE TOKAMAK PAR LES ONDES A LA FREQUENCE HYBRIDE BASSE PERMET D'OBTENIR DES REGIMES DE FONCTIONNEMENT CONTINU, ETAPE NECESSAIRE A LA REALISATION D'UN REACTEUR A FUSION THERMONUCLEAIRE. LE BUT DE CETTE THESE EST DE DEFINIR ET D'ETUDIER DES SCENARIOS SUR TORE SUPRA PERMETTANT D'ATTEINDRE DES REGIMES A LA FOIS STATIONNAIRES ET PERFORMANTS GRACE A UN CONTROLE DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT, CE QUI N'EST REALISABLE QU'EN REGIME NON INDUCTIF. LA DIFFUSION RESISTIVE DU COURANT, EST ETUDIEE DANS L'OBJECTIF DE VALIDER DE FACON PRECISE LES PROFILS DE DENSITE DE COURANT INDUCTIF ET NON INDUCTIF ET LEUR INFLUENCE SUR L'EVOLUTION TEMPORELLE DES CARACTERISTIQUES D'UNE DECHARGE. LA THESE SE POURSUIT PAR L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE D'UN NOUVEAU MODE OPERATOIRE OU LA CONSOMMATION DU FLUX DISPONIBLE AU CIRCUIT PRIMAIRE DU TRANSFORMATEUR EST CONTROLEE AFIN D'OBTENIR DES REGIMES PUREMENT NON INDUCTIFS ET STATIONNAIRES D'UNE FACON REPRODUCTIBLE. CETTE ETUDE CONSTITUE UNE PREMIERE ETAPE VERS LE CONTROLE DES DECHARGES LONGUES ENTIEREMENT NON INDUCTIVES. LA CONSOMMATION DE FLUX EN PHASE DE MONTEE DU COURANT ASSISTEE PAR LES ONDES HYBRIDES, EST EGALEMENT ETUDIEE DANS LE BUT DE DETERMINER DES REGIMES OU CETTE CONSOMMATION EST MINIMALE. L'INFLUENCE DE LA FORME DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT NON MONOTONE SUR LE CONFINEMENT ET LE TRANSPORT DE L'ENERGIE DANS LE PLASMA EST ENSUITE CLAIREMENT MISE EN EVIDENCE
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Engineering
Languages : en
Pages : 900
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Author: Rémi Brégeon
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 128
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EN PHYSIQUE DES PLASMAS DE TOKAMAK, LE CONTROLE DE LA FORME DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT EST DETERMINANT DANS L'AMELIORATION DES PROPRIETES D'UNE DECHARGE. NOUS NOUS PROPOSONS DANS CETTE THESE D'ETUDIER LES PROCESSUS QUI GOUVERNENT LA DIFFUSION DU COURANT EN PRESENCE DE FORTES FRACTIONS DE COURANTS NON-INDUCTIFS. CELA DANS LE BUT ULTIME D'IDENTIFIER LES PRINCIPAUX PARAMETRES DE CONTROLE DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT QUAND ON UTILISE DES SOURCES EXTERNES DE GENERATION DE COURANT COMME LES ONDES A LA FREQUENCE HYBRIDE BASSE ET/OU EN PRESENCE DE COURANT AUTO-GENERE PAR LE PLASMA (COURANT DE BOOTSTRAP). LES PRINCIPES DES SYSTEMES NON-INDUCTIFS DE GENERATION DE COURANT ET DE CHAUFFAGE SONT PRESENTES AINSI QUE LES MECANISMES QUI INTERVIENNENT DANS L'APPARITION DU COURANT DE BOOTSTRAP. NOUS PRESENTONS ALORS UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE PARALLELE DU PLASMA, DESTINEE A VALIDER LES MODELES DE CONDUCTIVITE EXISTANTS. A PARTIR DE CES RESULTATS, L'EQUATION DE DIFFUSION DU FLUX POLOIDAL EST MODELISEE, EN CONSIDERANT LA GEOMETRIE TOROIDALE DES TOKAMAKS, POUR DONNER UNE DESCRIPTION PRECISE DE L'EVOLUTION DES PROFILS DE DENSITE DE COURANT. UNE ETUDE POUSSEE DES CONDITIONS INITIALES ET DES CONDITIONS AUX LIMITES REQUISES POUR LA RESOLUTION NUMERIQUE DE CETTE EQUATION EST EGALEMENT PRESENTEE. ENFIN, NOUS ACHEVONS CETTE THESE PAR UNE ETUDE NUMERIQUE DE LA DIFFUSION DU FLUX POLOIDAL REALISEE SUR DEUX CHOCS : L'UN AVEC CHAUFFAGE, L'AUTRE AVEC GENERATION DE COURANT PAR INJECTION D'ONDES A LA FREQUENCE HYBRIDE BASSE. CETTE ETUDE A DE MULTIPLES BUTS : _ TESTER LA VALIDITE DE L'OUTIL NUMERIQUE QUE NOUS AVONS DEVELOPPE ET METTRE EN EVIDENCE QUELQUES LIMITES DES MODELES CYLINDRIQUES DU PLASMA. _ TESTER LES MODELES DE CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ET DE COURANT DE BOOTSTRAP. _ MONTRER LA MANIERE D'IDENTIFIER LES PARAMETRES CLEF DES PROCESSUS DE DIFFUSION DU COURANT POUR DES DECHARGES PERFORMANTES DU TOKAMAK TORE SUPRA. DE TELLES ETUDES SONT FONDAMENTALES POUR DETERMINER LA FRACTION DE COURANT NON INDUCTIF NECESSAIRE AU CONTROLE ET AU MAINTIENT EN ETAT STATIONNAIRE DE DECHARGES PERFORMANTES, AU SEIN DU PLASMA.
Author: Federico Bribiesca Argomedo
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3319019589
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 105
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Control of the Safety Factor Profile in a Tokamak uses Lyapunov techniques to address a challenging problem for which even the simplest physically relevant models are represented by nonlinear, time-dependent, partial differential equations (PDEs). This is because of the spatiotemporal dynamics of transport phenomena (magnetic flux, heat, densities, etc.) in the anisotropic plasma medium. Robustness considerations are ubiquitous in the analysis and control design since direct measurements on the magnetic flux are impossible (its estimation relies on virtual sensors) and large uncertainties remain in the coupling between the plasma particles and the radio-frequency waves (distributed inputs). The Brief begins with a presentation of the reference dynamical model and continues by developing a Lyapunov function for the discretized system (in a polytopic linear-parameter-varying formulation). The limitations of this finite-dimensional approach motivate new developments in the infinite-dimensional framework. The text then tackles the construction of an input-to-state-stability Lyapunov function for the infinite-dimensional system that handles the medium anisotropy and provides a common basis for analytical robustness results. This function is used as a control-Lyapunov function and allows the amplitude and nonlinear shape constraints in the control action to be dealt with. Finally, the Brief addresses important application- and implementation-specific concerns. In particular, the coupling of the PDE and the finite-dimensional subsystem representing the evolution of the boundary condition (magnetic coils) and the introduction of profile-reconstruction delays in the control loop (induced by solving a 2-D inverse problem for computing the magnetic flux) is analyzed. Simulation results are presented for various operation scenarios on Tore Supra (simulated with METIS) and on TCV (simulated with RAPTOR). Control of the Safety Factor Profile in a Tokamak will be of interest to both academic and industrially-based researchers interested in nuclear energy and plasma-containment control systems, and graduate students in nuclear and control engineering.
Author: Stéphan Berio
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 159
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UTILISEE A SES DEBUTS COMME CHAUFFAGE POUR ATTEINDRE LES TEMPERATURES NECESSAIRES A LA FUSION D'UN PLASMA THERMONUCLEAIRE, L'ONDE HYBRIDE S'EST AVEREE LA METHODE LA PLUS EFFICACE POUR LA GENERATION NON INDUCTIVE DU COURANT DANS UN TOKAMAK. LA TAILLE ET LES OBJECTIFS D'UNE MACHINE FUTURE TELLE QUE ITER ONT CONDUIT A LA CONCEPTION DE NOUVELLES ANTENNES (EN COURS DE REALISATION SUR TORE SUPRA). CES NOUVELLES ANTENNES A GUIDES D'ONDE SURDIMENSIONNES, SONT PLUS SIMPLES, PLUS ROBUSTES ET CAPABLES DE PASSER AUTANT SINON PLUS DE PUISSANCE QUE LES ANTENNES ACTUELLES. CETTE THESE CONTRIBUE A LA REALISATION D'UN NOUVEAU CODE DE CALCUL APPELE ALOHA (POUR ADVANCED LOWER HYBRID ANTENNA) QUI, A TERME, PERMETTRA DE CONNAITRE LES CARACTERISTIQUES ET LE COMPORTEMENT DE CES NOUVELLES ANTENNES SURDIMENSIONNEES FACES A UN PLASMA DE TOKAMAK. ELLE CONSTITUE EGALEMENT UN PREMIER PAS DANS L'INTERPRETATION DE DONNEES EXPERIMENTALES SE RAPPORTANT AUX MESURES DE COUPLAGE, D'ABSORPTION ET DE GENERATION DE COURANT DE L'ONDE HYBRIDE REELLEMENT EMISE PAR UN GRILL A GUIDES D'ONDE RECTANGULAIRES. DE PLUS, ELLE POSE LES BASES DE L'ETUDE DE CES NOUVELLES ANTENNES FACE A UN CHAMP MAGNETIQUE DE CONFINEMENT NON PARALLELE AUX PETITS COTES DES GUIDES ET/OU FACES A DES INHOMOGENEITES POLOIDALES DU PLASMA
Author: THIJS JAN.. WIJNANDS
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 125
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DANS UN TOKAMAK, LA DISTRIBUTION RADIALE DE COURANT TOROIDALE DANS LE PLASMA SEMBLE AVOIR UNE GRANDE IMPORTANCE SUR LA STABILITE ET LE CONFINEMENT D'ENERGIE. SUR TORE SUPRA, UN DES MOYENS POUR FAIRE VARIER UNE TELLE DISTRIBUTION CONSISTE A GENERER DU COURANT NON-INDUCTIF AVEC LES ONDES HYBRIDES. LA GENERATION DE COURANT PERMET DE FAIRE VARIER LA DISTRIBUTION DE COURANT DANS LE PLASMA ET EGALEMENT UNE ECONOMIE DU FLUX MAGNETIQUE. A UN COURANT DONNE, IL EST DONC SOUHAITABLE DE CHERCHER LA DISTRIBUTION OPTIMALE VIS-A-VIS DU TEMPS CONFINEMENT D'ENERGIE DU PLASMA. CETTE DISTRIBUTION DOIT ETRE MAINTENU SUR UN TEMPS SUPERIEUR OU TOUT AU MOINS PENDANT AU TEMPS DE DIFFUSION DE COURANT ET, DE PREFERENCE, PENDANT TOUTE LA DUREE DE LA DECHARGE (10-120 SECONDES). CECI A MOTIVE LE DEVELOPPEMENT ET LA MISE EN ROUTE D'UN NOUVEAU SYSTEME DE CONTROLE CE QUI PRESENTE LA PREMIERE PARTIE DE LA THESE. CE SYSTEME EST CAPABLE DE TRAITER EN TEMPS REEL UN GRAND NOMBRE DE MESURES BRUTES VENANT DES DIFFERENTS DIAGNOSTICS. POUR ECONOMISER DU TEMPS DE CALCUL, LE TRAITEMENT DES DONNEES SE FAIT A L'AIDE D'UN RESEAU DE NEURONES DU TYPE MLP. ENSUITE, LES PARAMETRES DU PLASMA PEUVENT ETRE UTILISES POUR MODIFIER LES CARACTERISTIQUES DU PLASMA DEMANDE AVANT L'EXPERIENCE. DE CETTE FACON, LE COURS DES EVENEMENTS PENDANT LA DECHARGE N'EST PLUS FORCEMENT IMPOSE A L'AVANCE ET LE SYSTEME PEUT MODIFIER LES SIGNAUX PROGRAMMES AFIN DE REAGIR EN TEMPS REEL SUR DES PHENOMENES IMPREVUS COMME UNE ACTIVITE MAGNETO-HYDRO-DYNAMIQUE, UNE VARIATION DE LA DENSITE OU UNE REDUCTION DE LA PUISSANCE HYBRIDE. CETTE POSSIBILITE A PERMIS D'AUGMENTER LA DUREE D'UNE DECHARGE JUSQU'A DEUX MINUTES. UNE TELLE DUREE EST LARGEMENT SUFFISANTE POUR POUVOIR ETUDIER L'INFLUENCE DES MODIFICATIONS DANS LA DISTRIBUTION RADIALE DE COURANT VIS-A-VIS DES PERFORMANCES DU PLASMA. DANS LES DECHARGES OU LE COURANT NON-INDUCTIF EST PREPONDERANT, LE PROFIL DE COURANT DEPEND DE L'INDICE PARALLELE (AU CHAMP MAGNETIQUE) DE L'ONDE INJECTEE. POUR CONTROLER LE PROFIL DE COURANT, ON A MIS EN PLACE UN ASSERVISSEMENT SUR UNE QUANTITE, L'INDUCTANCE INTERNE DU PLASMA QUI REPRESENTE GLOBALEMENT LA DISTRIBUTION DU COURANT. CET ASSERVISSEMENT AGIT SUR L'INDICE PARALLELE DE L'ONDES INJECTEES
Author: FREDERIC.. IMBEAUX
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 311
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LE CONTROLE DU PROFIL DE COURANT EST ESSENTIEL POUR L'OBTENTION DE PLASMAS DE FUSION PERFORMANTS DANS LES TOKAMAKS. IL EST POUR CETTE RAISON CRUCIAL DE POUVOIR CONTROLER LE PROFIL DE DEPOT DE PUISSANCE DE L'ONDE HYBRIDE, QUI EST LA METHODE DE GENERATION DE COURANT ADDITIONNELLE POSSEDANT LA MEILLEURE EFFICACITE. LA PROPAGATION ET L'ABSORPTION DE CETTE ONDE SONT ETUDIEES DANS LE TOKAMAK TORE SUPRA, AU MOYEN D'UNE PART D'UN NOUVEAU DIAGNOSTIC DE TOMOGRAPHIE X HAUTE ENERGIE, ET D'AUTRE PART D'UN NOUVEAU CODE DE SIMULATION UTILISANT L'APPROCHE TRACE DE RAYONS COUPLE A UN MODULE DE RESOLUTION DE L'EQUATION DE FOKKER-PLANCK. GRACE A CES OUTILS, QUI SONT PRESENTES DE FACON DETAILLEE, EST MENEE UNE ANALYSE EXHAUSTIVE DE LA DEPENDANCE DU PROFIL DE DEPOT DE PUISSANCE DE L'ONDE HYBRIDE VIS-A-VIS DES DIFFERENTS PARAMETRES PLASMA (DENSITE, CHAMP MAGNETIQUE, COURANT) ET DU SPECTRE INJECTE. UNE COMPARAISON SYSTEMATIQUE ENTRE LES RESULTATS DU CODE ET LA MESURE EST EFFECTUEE. UN BON ACCORD EST OBTENU LORSQUE LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE CENTRALE EST SUPERIEURE A ENVIRON 3 KEV, C'EST-A-DIRE DANS LES REGIMES OU L'ONDE NE SUBIT QU'UN NOMBRE REDUIT DE REFLEXIONS AVANT D'ETRE ABSORBEE. LE CODE DE SIMULATION EST ALORS UTILISE POUR INTERPRETER LES TENDANCES OBSERVEES EXPERIMENTALEMENT. LE PROFIL DE DEPOT DE PUISSANCE DE L'ONDE HYBRIDE EST DANS UNE GRAND MAJORITE DE DECHARGES CENTRE SUR UN PETIT RAYON NORMALISE DE L'ORDRE DE 0.2-0.3, ET PRESENTE UNE FAIBLE SENSIBILITE AUX VARIATIONS DES PARAMETRES DU PLASMA. AINSI IL EST DIFFICILE DE METTRE EN UVRE A L'HEURE ACTUELLE UN CONTROLE EFFICACE DU PROFIL DE COURANT GENERE PAR L'ONDE HYBRIDE DANS TORE SUPRA. CET OBJECTIF PEUT NEANMOINS ETRE ATTEINT EN UTILISANT UNE METHODE ORIGINALE CONSISTANT A INJECTER UNE ONDE HYBRIDE AUXILIAIRE PAR UN QUEUSOT VERTICAL, CETTE DERNIERE ETUDE ETANT REALISEE A L'AIDE DU CODE DE SIMULATION.
