The dynamics of plasmas produced by low current X-pinch devices are explored. This comprehensive computational study is the first step in the preparation of an experimental campaign aiming to understand the formation of plasma jets in table-top pulsed power X-pinch devices. Two state-of-the-art magneto-hydro-dynamic codes, GORGON and PLUTO, are used to simulate the evolution of the plasma and describe its key dynamic features. GORGON and PLUTO are built on different approximation schemes and the simulation results obtained are discussed and analyzed in relation to the physics adopted by each code. Both codes manage to accurately handle the numerical demands of the X-pinch plasma evolution and provide precise details on the mechanisms of the plasma expansion, the jet-formation, and the pinch generation. Furthermore, the influence of electrical resistivity, radiation transport and optically thin losses on the dynamic behaviour of the simulated X-pinch produced plasma is studied in PLUTO. Our findings highlight the capabilities of the GORGON and PLUTO codes in simulating the wide range of plasma conditions found in X-pinch experiments, enabling a direct comparison to the scheduled experiments.
低電流Xピンチ装置によって生成されるプラズマのダイナミクスを探求する。本包括的な計算研究は、テーブルトップ型パルスパワーXピンチ装置におけるプラズマ形成の理解を目的とした実験キャンペーンの準備における最初のステップである。最先端の2つの磁気流体力学コードであるGORGONとPLUTOを用いて、プラズマの進化をシミュレートし、その主要な動的特徴を記述する。GORGONとPLUTOは異なる近似スキームに基づいて構築されており、得られたシミュレーション結果は、各コードが採用する物理モデルとの関連で議論・分析される。両コードは、Xピンチプラズマ進化の数値的要件を正確に処理し、プラズマ膨張、ジェット形成、ピンチ生成のメカニズムに関する精密な詳細を提供する。さらに、電気抵抗率、放射輸送、光学的に薄い損失が、シミュレートされたXピンチ生成プラズマの動的挙動に及ぼす影響がPLUTOにおいて研究される。本研究の知見は、GORGONとPLUTOの両コードが、Xピンチ実験で見られる広範囲のプラズマ条件をシミュレートする能力を強調し、予定されている実験との直接比較を可能にするものである。