AbstractPlasma disruptions in a fusion reactor will lead to high energy depositions for short times, which may cause melting of the wall. A comprehensive two dimensional transient computer model has been developed, which predicts the depth and motion of the molten layer in small beam simulation experiments. The model entails the solution of the Navier-Stokes equations coupled with the energy equation. The moving boundary technique was incorporated at the solid-melt interface for determining the shape and depths of the molten layers and at the free surface for evaluating evaporation rates. In the small scale hydrodynamics involved in the phenomenon and with high surface tension (metallic) substances, Marangoni convection flow plays an important role. It is demonstrated that impurities, through their effect on surface tension, exercise a determining influence in the flow intensities and resulting depth of the molten layer.
核融合炉におけるプラズマ擾乱は、短時間の高エネルギー堆積をもたらし、壁の溶融を引き起こす可能性がある。小型ビーム模擬実験における溶融層の深さと運動を予測する、包括的な二次元非定常コンピュータモデルが開発された。このモデルは、エネルギー方程式と連成したナビエ・ストークス方程式の解法を含む。移動境界法は、溶融層の形状と深さを決定するために固液界面に、また蒸発速度を評価するために自由表面に組み込まれた。この現象に関わる小規模流体力学および高表面張力（金属）物質において、マランゴニ対流流れが重要な役割を果たす。不純物が表面張力を通じて流れの強度と結果として生じる溶融層の深さに決定的な影響を及ぼすことが実証された。