توسعه روش تحلیل عددی مناسب برای شناخت دسته ای از رفتارهای کوتاه مدت گذرای منجر به ایجاد محیط پلاسمای پر تراکم و بررسی شرایط همجوشی هسته ای

شناخت کامل پدیده های پلاسمایی که در همجوشی هسته ای کاربرد دارند از مسائل دشوار علمی و مهندسی است که دلیل اصلیِ این مسأله، تفاوت مقیاس رفتارهای مختلف آن در بعد زمان و مکان می باشد. برای رفع این چالش ها، در این پایان نامه دسته ای خاص از رفتارهای گذرای محیط پلاسما در نظر گرفته شده که دارای طول زمانی کوتاهی باشند و متناظر با آن روش تحلیل عددی و کد محاسباتی مناسب برای آن توسعه یافته است. لذا ابتدا بررسی نسبتاً جامعی در زمینه تحقیقات موجود در زمینه همجوشی هسته ای انجام گردیده است. سپس روابط مفید در تحلیل پلاسمای مورد نظر ارائه شده و برخی از مسائل که حل آنها به صورت تحلیلی یا نیمه تحلیلی امکان پذیر بوده است بررسی گردیده اند. پس از آن برای شناخت بهتر مسائل مرتبط با پلاسما و استفاده همزمان شبیه سازی و آزمایش، آزمایشاتی مفید در این زمینه انجام گردیده اند و نتایج جالب توجهی از این تعامل به دست آمده است. در بخش مهم دیگری از این تحقیق به توسعه روش اصلی مورد استفاده که روش تحلیل ذرات و میدان هاست و تحت عنوان pic در بستر fdtd بیان می گردد پرداخته ایم و این روش متناسب با نیاز مسائل حوزه پلاسمای مورد نظر تکمیل گردیده است. به دلیل برخی از محدودیت ها در زمینه دقت شبیه سازیِ محیط پلاسما، روشی جدید تحت عنوان روش سیال هرمی چهاروجهی در این تحقیق توسعه یافته که در آن ویژگی های سیالی محیط پلاسما مورد استفاده قرار گرفته است. در فصل آخر نیز با کمک روش pic به بیان گزیده ای از تحلیل ها در مورد تلاطم در محیط پلاسما پرداخته شده و پس از آن با معرفی روابط و داده های لازم در محاسبه نرخ همجوشی هسته ای، اثر پدیده تلاطم در افزایش نرخ همجوشی هسته ای محاسبه گردیده است و در انتها تحلیل ها و پیشنهاداتی نیز جهت نزدیکی به شرایط نیروگاهیِ رفتارهای کوتاه مدتِ مذکور ارائه شده است.