Сравнительный анализ проекционного и диффузионного методов обеспечения соленоидальности расчетного магнитного поля

Численное моделирование динамики токонесущей плазмы, основывается, как правило, на мультифизичных МГД-моделях, включающих описание совокупности волновых и диссипативных процессов, сопровождающих обмены импульсом и энергией с электромагнитным полем. Для решения уравнений, описывающих эволюцию магнитного поля, в том числе в результате магнитной диффузии, сеточная система уравнений дискретной МГД-модели не всегда строится таким образом, что в ней условие соленоидальности магнитного поля выполняется «автоматически». В результате могут накапливаться численные погрешности, создающие эффект появления нефизичных «магнитных зарядов», и обусловленных этими зарядами потоков плазмы, не соответствующих истинной физической ситуации. Для обеспечения условия соленоидальности применяется калибровка рассчитанного магнитного поля. В данной работе в вычислительных экспериментах с кодом MARPLE (ИПМ им. М.В. Келдыша РАН) оценивалась практическая точность методов калибровки, таких как проекционный и диффузионный. Корректировка магнитного поля рассчитывалась с применением стабилизированной явной схемы решения параболических уравнений. Численные эксперименты показывают, что диффузионный метод более точен, а по экономичности не уступает проекционному методу.