Neste trabalho estudamos uma formulação variacional para a equação de Grad-Shafranov em um conjunto aberto e limitado n c IR. n . Primeiro estabelecemos a relação entre a formulação variacional e a equação original. A seguir, conforme o trabalho de P. Laurence e W. Stredulinsky, provamos que o funcional desta formulação possui um mínimo (supostamente a solução do problema original) e que este possui algumas propriedades de regularidade. Estudamos então o problema quando o domínio n for convexo. Para este caso, apresentamos uma espécie de discretização devido aos mesmos autores. Estabelecemos ainda propriedades geométricas importantes para a solução do problema discretizado. / In this work we study a variational formulation to the Grad-Shafranov equation in an open and bounded set n C 1R n. First we establish a relationship between the variational formulation anel the original equation. Then, according to P. Laurence and \V. Stredulinsky we prove that the functional of this formulation attains a. minimum (supposedly the solution of the original problem) a.nd this minimum has some characteristics of regularity. For the case of n convex, we introduce a kind of discretisation due to the above mentioned authors. We finally establish some important geometric properties of the solution of the discretised problem.

Neste trabalho estudamos uma formulação variacional para a equação de Grad-Shafranov em um conjunto aberto e limitado n c IR. n . Primeiro estabelecemos a relação entre a formulação variacional e a equação original. A seguir, conforme o trabalho de P. Laurence e W. Stredulinsky, provamos que o funcional desta formulação possui um mínimo (supostamente a solução do problema original) e que este possui algumas propriedades de regularidade. Estudamos então o problema quando o domínio n for convexo. Para este caso, apresentamos uma espécie de discretização devido aos mesmos autores. Estabelecemos ainda propriedades geométricas importantes para a solução do problema discretizado. / In this work we study a variational formulation to the Grad-Shafranov equation in an open and bounded set n C 1R n. First we establish a relationship between the variational formulation anel the original equation. Then, according to P. Laurence and \V. Stredulinsky we prove that the functional of this formulation attains a. minimum (supposedly the solution of the original problem) a.nd this minimum has some characteristics of regularity. For the case of n convex, we introduce a kind of discretisation due to the above mentioned authors. We finally establish some important geometric properties of the solution of the discretised problem.

Neste trabalho estudamos uma formulação variacional para a equação de Grad-Shafranov em um conjunto aberto e limitado n c IR. n . Primeiro estabelecemos a relação entre a formulação variacional e a equação original. A seguir, conforme o trabalho de P. Laurence e W. Stredulinsky, provamos que o funcional desta formulação possui um mínimo (supostamente a solução do problema original) e que este possui algumas propriedades de regularidade. Estudamos então o problema quando o domínio n for convexo. Para este caso, apresentamos uma espécie de discretização devido aos mesmos autores. Estabelecemos ainda propriedades geométricas importantes para a solução do problema discretizado. / In this work we study a variational formulation to the Grad-Shafranov equation in an open and bounded set n C 1R n. First we establish a relationship between the variational formulation anel the original equation. Then, according to P. Laurence and \V. Stredulinsky we prove that the functional of this formulation attains a. minimum (supposedly the solution of the original problem) a.nd this minimum has some characteristics of regularity. For the case of n convex, we introduce a kind of discretisation due to the above mentioned authors. We finally establish some important geometric properties of the solution of the discretised problem.

A determinação precisa e rápida das configurações de equilíbrio Magnetohidrodinâmico (MHD) em tokamaks é de fundamental importância para o confinamento magnético do plasma. Através do conhecimento dos parâmetros que caracterizam este equilíbrio MHD é possível controlar o plasma durante a sua formação por processos de realimentação. Uma análise mais detalhada destes parâmetros é necessária, também, entre um disparo e outro, para a estruturação do experimento. Neste trabalho é investigada a reconstrução das configurações de equilíbrio MHD no tokamak TCA/BR a partir de medidas magnéticas externas, utilizando um método que permite uma rápida determinação dos parâmetros principais da descarga. A tese divide-se em duas partes. Na primeira, é apresentada a construção de um código de equilíbrio que resolve a equação de Grad-Shafranov para a configuração geométrica que caracteriza o tokamak TCA/BR. Na segunda, é descrito o processo de reconstrução do equilíbrio MHD através de medidas de campos e fluxos magnéticos externos ao plasma no TCA/BR, e utilizando o método de Função de Parametrização FP. Este método baseia-se no tratamento estatístico de um banco de dados simulados de configurações de equilíbrio, com o objetivo de obter uma expressão simples relacionando os parâmetros que caracterizam o equilíbrio e as medidas realizadas. Os resultados obtidos através da FP são comparados com os obtidos através de outros métodos convencionais. / The accurate and rapid determination of the Magnetohydrodynamic (MHD) equilibrium configuration in tokamaks is a fundamental subject for the magnetic confinement of the plasma. With the knowledge of characteristic plasma MHD equilibrium parameters it is possible to control the plasma position during its formation using feed-back techniques. It is also necessary an on-line analysis between successive discharges to program external parameters for the subsequent discharges. In this work it is investigated the MHD equilibrium configuration reconstruction of the TCA/BR tokamak from external magnetic measurements, using a method that is able to determine fastly the main parameters of discharge. The thesis has two parts. Firstly it is presented the development of an equilibrium co de that solves de Grad-Shafranov equation for the TCA/BR tokamak geometry. Secondly it is presented the MHD equilibrium reconstruction process from external magnetic field and flux measurements using the Function Parametrization FP method. This method is based on the statistical analysis of a database of simulated equilibrium configurations, with the goal of obtaining a simple relationship between the parameters that characterize the equilibrium and the measurements. The results from FP are compared with conventional methods.

A determinação precisa e rápida das configurações de equilíbrio Magnetohidrodinâmico (MHD) em tokamaks é de fundamental importância para o confinamento magnético do plasma. Através do conhecimento dos parâmetros que caracterizam este equilíbrio MHD é possível controlar o plasma durante a sua formação por processos de realimentação. Uma análise mais detalhada destes parâmetros é necessária, também, entre um disparo e outro, para a estruturação do experimento. Neste trabalho é investigada a reconstrução das configurações de equilíbrio MHD no tokamak TCA/BR a partir de medidas magnéticas externas, utilizando um método que permite uma rápida determinação dos parâmetros principais da descarga. A tese divide-se em duas partes. Na primeira, é apresentada a construção de um código de equilíbrio que resolve a equação de Grad-Shafranov para a configuração geométrica que caracteriza o tokamak TCA/BR. Na segunda, é descrito o processo de reconstrução do equilíbrio MHD através de medidas de campos e fluxos magnéticos externos ao plasma no TCA/BR, e utilizando o método de Função de Parametrização FP. Este método baseia-se no tratamento estatístico de um banco de dados simulados de configurações de equilíbrio, com o objetivo de obter uma expressão simples relacionando os parâmetros que caracterizam o equilíbrio e as medidas realizadas. Os resultados obtidos através da FP são comparados com os obtidos através de outros métodos convencionais. / The accurate and rapid determination of the Magnetohydrodynamic (MHD) equilibrium configuration in tokamaks is a fundamental subject for the magnetic confinement of the plasma. With the knowledge of characteristic plasma MHD equilibrium parameters it is possible to control the plasma position during its formation using feed-back techniques. It is also necessary an on-line analysis between successive discharges to program external parameters for the subsequent discharges. In this work it is investigated the MHD equilibrium configuration reconstruction of the TCA/BR tokamak from external magnetic measurements, using a method that is able to determine fastly the main parameters of discharge. The thesis has two parts. Firstly it is presented the development of an equilibrium co de that solves de Grad-Shafranov equation for the TCA/BR tokamak geometry. Secondly it is presented the MHD equilibrium reconstruction process from external magnetic field and flux measurements using the Function Parametrization FP method. This method is based on the statistical analysis of a database of simulated equilibrium configurations, with the goal of obtaining a simple relationship between the parameters that characterize the equilibrium and the measurements. The results from FP are compared with conventional methods.