A two dimensional magnetohydrodynamic plasma model is presented and coupled to an existing three dimensional eddy current code which computes the currents and forces induced in the plasma facing components of a tokamak. In order to simplify the coupling to the finite element based eddy current code for the electromagnetic part of the plasma model a finite element method is applied. The fluid dynamic part is solved with a volume of fluid (VOF) technique which was modified to account for the preservation of the toroidal magnetic flux. This technique allows an easy and accurate tracking of the plasma boundary, which is important for the detection of the plasma-wall contact. Furthermore, the scraping-off of the outmost plasma layer and the retarding effect of the toroidal halo currents on the plasma motion are modelled. With this coupled code, a given initial equilibrium state and a rough guess of the temperature profile and evolution, a representative ASDEX Upgrade disruption including a vertical disruption event (VDE) is simulated successfully. The computation time needed for this coupled analysis is comparatively short.
2次元磁気流体力学プラズマモデルを提示し、既存の3次元渦電流コードに結合する。このコードは、トカマクのプラズマ対向機器に誘起される電流と力を計算するものである。電磁部分の有限要素法に基づく渦電流コードとの結合を簡素化するため、プラズマモデルには有限要素法を適用する。流体力学部分は、体積率法(VOF)を用いて解かれ、トロイダル磁束の保存を考慮するよう修正が加えられている。この手法により、プラズマ境界の追跡が容易かつ正確に行え、プラズマ・壁接触の検出に重要である。さらに、最外層プラズマの剥離と、プラズマ運動に対するトロイダル・ハロー電流の減速効果がモデル化されている。この結合コードを用いて、与えられた初期平衡状態と温度分布の概算値から、ASDEX Upgradeにおける垂直崩壊現象を含む代表的擾乱のシミュレーションが成功裏に実行された。この結合解析に要する計算時間は比較的短い。