Tiago Miguel Tamissa Madeira da Costa Ribeiro
Resumo
As investigações descritas nesta dissertação têm como objectivo o estudo do impacto que as diferenças entre as regiões da periferia e do "scrape-off layer" (SOL) dos plasmas de tokamak têm nos fenómenos de turbulência e transporte aí observados. Com esse intuito, e por forma a tornar possíveis simulações nas regiões SOL, onde as linhas de campo magnéetico intersectam as placas dos limitadores/diversores, alargou-se o código computacional GEM3 (um código tridimensional do tipo girofluido de dois momentos), incluindo-se-lhe um modelo baseado na física de "baíinha de Debye", e derivou-se um sistema de coordenadas que permitisse uma descrição exacta da geometria do campo magnético nessas regiões. Entre os principais resultados obtidos incluem-se a observaçãode uma modificação no tipo de dinâmica de turbulência, ao mudarem-se as suferfícies de fluxo de fechadas para abertas, passando-se de turbulência do tipo de onda de deriva para turbulência do tipo MHD "interchange", acompanhada de um aumento no transporte turbulento, devido à ausência de acoplamento dissipativo através da dinâmica não adiabática dos electrões. Foi igualmente possível confirmar o efeito estabilizador da geometria do campo magnético dos tokamaks, tendo-se observado uma diminuição no transporte turbulento E × B para valores mais próximos das observações experimentais, ao passar-se de uma descrição simplificada para uma descrição exacta da referida geometria. Por último, o trabalho desenvolvido revela as cautelas que é necessário ter aquando da escolha do sistema de coordenadas a utilizar na simulação de regiões de geometrias extremas, semelhantes às encontradas na vizinhança da separatriz dos tokamaks.