如何打开drift

X.Bonnin ITER Organization

运行drift的基本需求

• 打开抗磁漂移和EXB漂移开关
• 打开所有电流开关
• 打开所有粘滞项
• 考虑使用流限制条件
• 考虑计算抗磁漂移和EXB漂移速度
• 考虑方程中优化过的新形势的项
• 是有修改过格式的边界条件

抗磁漂移开关和EXB漂移开关

• fac_dec
• fac_inc
• fac_start
• fac_target
• fac_EXB同上
• fac_vis同上

以上三组漂移开关，start和target开关置一，表示100%打开漂移

打开漂移的第一种策略——big jump

• dtim 5e-7
• 所有漂移项置一

打开漂移的第二种策略——little jumps

• dtim 1e-4
• start和target 0.1开始

大步长小漂移，到小步长大漂移迭代。其中粘滞项全开。

打开漂移的第三种策略——ramping

• start .ne. fac_target
• 乘inc，不收敛，乘dec
• 可以用于EXB和粘滞漂移

抗磁漂移的特殊依赖

• b2news_facExB_tanh_a
• b2news_facExB_tanh_b

抗磁漂移和粘滞漂移与此类似，乘子变为径向按照tanh变化的剖面（宽度为b，中心在a [m]）
相对于b2news_fac_ref,边界位置的距离。

打开电流项

有8种类型的电流

• 1. 基本电流
  • fch_p:沿磁场线的平行电流，可选乘子b2tfhe_prl_cur
  • fchanml:反常电流，可选乘子b2tfhe_anomalous
• 2. 抗磁漂移控制的可选电流
  • fchdia:抗磁电流，可选乘子b2tfhe_dia_cur
  • fchinert:惯性电流，可选乘子b2tiner_inert
• 3. 可打开的电流项

如果抗磁漂移或者ExB漂移非零

• fchin：离子-中性电流，乘子b2tfhe_neutral,默认是零
• 4. 粘滞漂移控制的电流
  • fchvisper:垂直粘滞贡献的相关电流，可选乘子b2tfhe_vis_per
  • fchevispar:平行粘滞驱动的电流，可选乘子b2fhe_vis_par
  • fchvisq:由热流相关的粘滞张量贡献的电流，可选乘子b2tfhe_vis_q

fac_vis方程和抗磁漂移和ExB漂移相同，可通过用户设置的步长或者空间变化变化

• 5. 其他设置
  • 径向元素（fchvispar,fchvisper,fchvisq,fchinert,fchanml）,由离子驱动。
  • b2tfnb_ycur '1.0'
  • 极向元素通过电子携带，b2tfnb_xcur '0.0'

使用离子驱动fchvisper(b2tfnb_ycur 和b2tfnb_vis_per置一)。为了保证数值稳定性，要关闭
add_te_corr_to_po(在 b2.numerics.parameter),Core和SOL，（SN中1 2 ）
使用抗磁漂移，可以增加极向电子热传导（芯部和边界网格之间），当b2trcl_csig_mltpl 开关
组织电势的极向变化。

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粘滞项

• 打开粘滞修正模型，在平行平衡动量方程
• b2siav_addvis '1.0'
• b2siav_addvis1 '1.0'
• b2mndr_hz '1.0'
• b2sigp_style '1'

使用热流限制

• 建议打开如下开关：b2tfhe_lim_flux '0'
  • b2tfhi_lim_flux '0'
  • b2rtcl_conductive_limit '1'
• case中平行电子和离子的热流限制应用到输运系数。否则，流限制应用于总的热流

应用中性流限制到流体模型

• 建议设置：
  • b2rtno_flux_limit_to_dpa '1'
  • b2tlc0_alpha '1.0'
  • b2tlc0_gamma '1.0'
  • b2tlh0_alpha '1.0'
  • b2rlh0_gamma '1.0'
• 流体中性热流流限制应用于输运系数，否则流限制应用于总的热流

计算抗磁漂移和EXB漂移速度

• 建议设置：
  • b2tfnb_drift_style '1'
• 置零在网格中心计算漂移速度
• 置一在网格表面计算

新格式粒子流设置

• 为了提高H模解的收敛性，Rozhansky建议使用同一变换的密度连续性方程
• 新形势的粒子流方程
• 新形势的粒子流返程
  • b2tfnb_mdf '1'

新形势的电子热流方程

• 更新了新形势的热流方程——电子温度等式
• 开关设置
  • b2tfhe_mdf '1'

设置新格式的离子热流

• b2tfhi_mdf '1'

线性代数求解系统

• 9点微分模板用于求解密度方程，电子和粒子温度方程已经发布
  • b2ux9p_style '2'
  • b2ux9p_nltrsol '0'
  • b2ux11p_style '2'
  • b2ux11p_nltrsol '0'

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边界条件设置

设置边界条件

• 为了和漂移兼容，必须修改边界条件。需要Dirichlet类型（固定值，而非衍生），可以指定流边界条件使用feedback-type边界
• 连续性边界条件25/26/27用于多流体，21/22/23用于但流体方程

Boundary condition	5.0	drift-compatible
density value	BCCON=1	BCCON=21,25
set particle flux	BCCON=8	BCCON=16,23,27
constant particle flux density	BCCON=5	BCCON=22,26
particle flux feedback	BCCON=11	BCCON=22,26
plasma outflux	bccon=15	bccon=10
sheath boundary condaition	bccon=3	bccon=14
constant electron temperature	bcene=1	bcene=1
constant electron energy flux	bcene=5	not available
total electron energy flux	bcene=6,8	bcene=16
electron temperature decayl length	bcene=9	bcene=19
radial leakage velocity for electron temperature	bcene=14	bcene=22
sheath boundary condiation	bcene=3	bcene=15
constant ion temperature	bceni=1	bceni=23,26
constant ion energy flux	bceni=5	not available
total ion energy flux	bceni=6	bceni=24,27
total ion energy flux	bceni=8	bceni=24,27
ion temperature decay length	bceni=9	bceni=19
radial leakage velocity for ion temperature	bceni=14	bceni=22
sheath boundary condition	bceni=3	bceni=15
sheath momentum condition	bcmom=3	bcmom=13
potential	bcpot=0	bcpot=12(core)
sheath boundary condition	bcpot=3	bcpot=11

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• 考虑到电势边界条件，为保证数值稳定性。将电势梯度设置为0。（bcpot=2,mompot=0.0），如果解展示在外边界显著的电势降。
• 离子温度边界条件26/27是多流体，23/24单流体

边界条件设置

• 运行drift，bccon,bcene,bceni=1很合适。
• 这样的边界条件导致极向常数的密度和温度剖面
• 建议初始从这种状态开始。
• 如果对常数，在core为常数不满意，可以尝试更先进的边界条件。
• 对单流体，同时选择bccon=21,bceni=23。这样会产生一个尽可能接近新经典解的对应极向变化的电子密度
• 电子和粒子压强，电势和粒子温度假设没有极向总压强和电子温度变化，并且
• 忽略极向变化被忽略，没有bcene,没有极向电子温度变化存在，应该bcene=1
• 对于多粒子等离子体，,bccon=21和bcnei=24不在生效。

- 对于多流体，bccon=25,bcebi=26,bcene=1同时

• 在芯部边界条件径向不改变
• 允许使用混合的边界条件对不同等离子体，bccon=1,bccon=25,bccon=2
• 但是，不能使用bccon=21和bccon=25,对于不同粒子是被禁止的
• 对于低价态杂质，芯部密度应该很低，使用bccon=2，对应的conpar=0,是数值稳定的最优选择。

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边界设置 IV

• 最差的状态是bccon=8,bcene=8,bceni=8。这样的边界条件导致总的流和极向常数流密度，但是极向和新经典理论不相符，实际上物理上是无意义的。
• 使用漂移，这些边界条件会导致电势方程不收敛。因此不建议使用。
• 请使用bccon=bcene=bceni=16,同时配合b2stbc_bcene_16_style，b2stbc_bceni_16_style置为1。
• 代码需要尝试找到极向常数的密度和温度，需要提供指定的粒子和能流
• 对于极向变化，这里有两个选项和上边描述的一致。
• 设置bccon=22,bceni=24,bcene=16,再次配合b2stbc_bcene_16_style=1,会导致大部分新经典解对单流体，都是稳定的。
• 然而，bccon=26/27,bceni=26,bcene=16,再次配合b2stbc_bcene_16_style=1,将会给出不那么复杂的剖面。对于多粒子等离子体是稳定的
• 再次提醒，没有极向的变化，因此没有对应的bcene。
• 对于连续方程，建议bccon=2(conpar=0.0)对于粒子，要求芯部的密度很低。
• bccon=26对于高价态粒子预期会出现的粒子
• bccon=27,对于所有的电离粒子。

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建议打开的开关

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