ITER 托卡马克中垂直位移事件（VDE）期间电磁壁响应的模拟

托卡马克等离子体破裂建模的关键基础是理解在等离子体破裂事件期间电流如何流向面向等离子体的表面。在 ITER 托卡马克中，有限次数的 major disruptions（大破裂）将不可避免地损坏真空室且无法修复装置。在电流交换等离子体-壁-等离子体中，根据亥姆霍兹分解定理，我们导电壳层中的面电流密度——我们问题的未知量——作为一个在三维中二次连续可微的矢量场，已被拆分为两个分量：一个无旋（无旋度）矢量场和一个螺线管（无散度）矢量场。通过发展弱形式并利用有限元方法最小化相应能量泛函，我们得到了面电流的空间与时间分布。我们成功地用纯齐次诺伊曼边界条件的解析解验证了数值模拟，并满足必要的存在条件。通过考虑 JET 托卡马克中铁心的存在，我们将磁化电流——某些积分方程中的未知量——拆分为两个分量，第一个仅在铁区产生磁场，第二个在真空中产生磁场，从而更好地评估了铁心对等离子体平衡的影响。为减少在多连通域（L 形域）中确定面电流时出现的奇异性影响，我们采用了保角变换方法。