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国内具有完全版权的聚变相关数值模拟代码列表

已有 2557 次阅读 2019-1-16 11:14 |系统分类:科研笔记| 聚变, 数值模拟, 代码, 自主知识产权

 

由于惯性约束聚变涉及国防安全,许多信息是保密的,因此这里主要列出磁约束聚变相关的。本列表可能有遗漏,将持续更新。

 

1.     非线性磁流体、混合代码

(1)CLT/CLT-K

简介:非线性磁流体大规模并行代码,可以研究撕裂模、阿尔芬本征模、高能粒子相互作用,等。国内磁约束领域第一个比较成熟的非线性磁流体及动理学混合代码。

主要开发机构:浙江大学

主要作者:王胜、马志为、张威、祝佳、张豪伟,等

参考文献:S. Wang and Z. W. Ma, Influence of toroidal rotation on resistive tearing modes in tokamaks, Physics of Plasmas 22, 122504 (2015); doi: 10.1063/1.4936977.

 

(4)MD

简介:Reduced MHD,国内在研究撕裂模方向成果丰富的一个代码。

主要开发机构:大连理工大学

主要作者:王正汹

参考文献:Zheng-Xiong Wang, Lai Wei and Fang Yu, Nonlinear evolution of neo-classical tearing modes in reversed magnetic shear tokamak plasmas, Nucl. Fusion 55 (2015) 043005.

 

(2)VirtEx

简介:回旋动理学与MHD混合代码,目前还处于起步阶段。

主要开发机构:中科院物理所

主要作者:冯虹瑛、张文禄,等

参考文献:Hongying Feng, Wenlu Zhang, Chao Dong, Jintao Cao, and Ding Li, Verification of linear resistive tearing instability with gyrokinetic particle code VirtEx, Physics of Plasmas 24, 102125 (2017); doi: 10.1063/1.4999166.

 

(3)EAC

简介:EP-AE,快粒子与阿尔芬本征模相互作用代码,由于本底AE部分采取了简化模型,所以应用范围有限,更复杂的模型是CLT-K代码。

主要开发机构:浙江大学

主要作者:祝佳、傅国勇,等

参考文献:J. Zhu, G. Y. Fu, and Z. W. Ma, Nonlinear dynamics of toroidal Alfvén eigenmodes driven by energetic particles, Phys. Plasmas 20, 072508 (2013); doi: 10.1063/1.4816950.

 

2.     线性阿尔芬本征模、宏观不稳定性

(1)AMC

简介:Linear Alfven continuum spectrums and eigenmode,计算二阶带Shafranov位移的圆截面平衡下的线性阿尔芬连续谱和本征模,同时可以计算kink和ballooning不稳定性。

主要开发机构:浙江大学

主要作者:谢华生、陈伟

参考文献:Hua-sheng Xie and Yong Xiao, Parallel equilibrium current effect on existence of reversed shear Alfvén eigenmodes, Physics of Plasmas 22, 022518 (2015); doi: 10.1063/1.4913487. (http://hsxie.me/codes/amc/)

 

(2)KAEC

简介:带动理学效应的阿尔芬本征模计算,解析平衡位形。

主要开发机构:浙江大学

主要作者:虞立敏、傅国勇,等

参考文献:L. M. Yu, G. Y. Fu, and Z. M. Sheng, Phys. Plasmas 16, 072505 (2009).

 

(3)GTAW

简介:计算阿尔芬本征模,类似NOVA,可以支持实验的平衡数据。

主要开发机构:中科院等离子体所

主要作者:胡友俊,等

参考文献:Y. Hu, G. Li, N. N. Gorelenkov, H. Cai, W. Yang, D. Zhou, and Q. Ren, Phys. Plasmas 21, 052510 (2014).

 

3.     粒子轨道

(1)Orbitm

简介:计算各种位形尤其托卡马克的单粒子轨道,含全轨道和导心轨道版本,可自由修改。

主要开发机构:浙江大学

主要作者:谢华生

参考文献:http://hsxie.me/codes/orbitm/

 

4.     等离子体平衡

(1)SWEQU

简介:实验平衡重建代码。

主要开发机构:核工业西南物理研究院(又称585或SWIP)

主要作者:袁保山

参考文献:B.S. Yuan, X.Q. Ji, Y.G. Li, Y. Xu, Y. Zhou, L.M. Yu, S.Y. Liang, T.F. Sun, Study of plasma equilibrium reconstruction on HL-2A, Fusion Engineering and Design, 134 (2018) 5-10.

 

(2)EFIT-ASIPP

简介:ASIPP重写的EFIT平衡重建代码,在细节上有许多新的优化。

主要开发机构:中科院等离子体所

主要作者:孙有文

参考文献:孙有文,2006,中科院博士论文。

 

(3)GSM

简介:简单的G-S平衡迭代求解版本,可用于理论研究。

主要开发机构:浙江大学

主要作者:谢华生

参考文献:谢华生,《计算等离子体物理导论》,2018,第5章.

 

5.     回旋动理学

(1)HD7

简介:一维s-alpha模型回旋动理学本征模代码,可以计算ITG、TEM、KBM/AITG等。该代码有许多丰富的成功的应用。

主要开发机构:核工业西南物理研究院、清华大学,等

主要作者:董家齐,等

参考文献:J. Q. Dong, W. Horton, and J. Y. Kim, Toroidal kinetic imode study in hightemperature plasmas, Phys. Fluids B 4, 1867 (1992); doi: 10.1063/1.860040.

 

(2)NLT

简介:连续性解法求解非线性回旋动理学方程,支持托卡马克位形,目前能计算ITG相关物理。

主要开发机构:中国科学技术大学

主要作者:叶磊、王少杰,等

参考文献:Lei Ye, Yingfeng Xu, Xiaotao Xiao, Zongliang Dai, Shaojie Wang, A gyrokinetic continuum code based on the numerical Lie transform (NLT) method, Journal of Computational Physics 316 (2016) 180–192.

 

(3)MGK

简介:多种算法求解零维和一维回旋动理学线性本征问题,漂移模/熵模、ITG、KBM。在算法上相较于HD7及国外其他类似代码有优势,但物理模型上目前未包含捕获电子模(TEM)。

主要开发机构:北京大学、浙江大学

主要作者:谢华生、李跃岩、卢志鑫,等

参考文献:H. S. Xie, Y. Y. Li, Z. X. Lu, W. K. Ou, and B. Li, Comparisons and applications of four independent numerical approaches for linear gyrokinetic drift modes, Physics of Plasmas 24, 072106 (2017); doi: 10.1063/1.4990435.

 

(4)GKD1D

简介:回旋动理学一维线性粒子模拟代码,离子和电子均可回旋动理学,包含捕获粒子效应。目前主要用于Z-pinch、偶极场(dipole)、FRC。

主要开发机构:北京大学、新奥能源研究院

主要作者:谢华生、张铱、孙书营,等

参考文献:Hua-sheng Xie, Yi Zhang, Zi-cong Huang, Wei-ke Ou, and Bo Li, Local gyrokinetic study of electrostatic microinstabilities in dipole plasmas, Physics of Plasmas 24, 122115 (2017).

 

6.     代码框架

(1)SIMPLA

简介:目标是建立一个等离子体物理模拟代码框架,包含磁流体、动理学等各种模块。目前已经有初步版本。

主要开发机构:中科院等离子体所

主要作者:于治

参考文献:https://simpla-fusion.github.io/SimPla/

 

7.     其他

这里分两类:一类是国内开发的重要的代码,但是聚变尚并非其主要的应用;另一类是国内参与了开发和应用的重要代码,但国内不具有自主版权。

(1)   GeFi(林郁、陈骝、汪学毅),SymPIC(肖建元,https://github.com/JianyuanXiao/SymPIC);

(2)   GTC(林志宏,http://phoenix.ps.uci.edu/GTC/),BOUT(徐学桥,https://bout.llnl.gov/),MARS(刘钺强),其他相关流体回旋流体回旋动理学代码(李继全,等)。

尤其第(2)类实际上是国内每次开聚变数值模拟会议中的主力,在这张列表中放到最后是期望国内自主产权的代码能尽快形成国际影响力及得到足够重视。

 


xiehuasheng

2019-01-16 11:09



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1 胡友俊

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