一、高能飞行粒子对托卡马克中内扭曲模的稳定效应（论文文献综述）
叶凯萱[1]（2021）在《EAST托卡马克上边界和台基结构的实验研究》文中研究表明为了获得高的聚变功率,未来聚变装置（例如ITER以及CFETR装置）的高参数稳态运行等离子体将主要在伴随有边界局域模（ELM）的高约束模（H模）下运行。H模的一个典型特征是等离子体边界自发形成一个具有台基（pedestal）结构的输运垒。这种边界的台基结构对于聚变等离子体具有重要意义:一是离子径向输运水平被减小到新经典预测水平,使得等离子体约束性能大大改善;二是,实验上发现台基温度决定了芯部温度,进而很强地影响到整体能量约束和聚变产额;其次,实验上发现ELM行为与台基参数紧密相关。因此,对于边界和台基结构的准确测量和实验研究将有助于加深对台基形成机制的物理理解,更能为未来聚变反应堆的稳态运行提供优化方案。本论文是基于微波反射仪对边界和台基结构开展的一系列工作,主要包括以下三个部分:（1）本论文的前期工作是参与EAST上30-110 GHz的Q、V、W波段X模快扫频微波反射仪和20-40 GHz的O模涨落反射仪的搭建和升级改造工作。对于快扫频微波反射仪系统的改造升级,我们通过基于频率选择表面（FSS）的光学复用系统将三套子系统的入射微波耦合到同一条传输线进行发射和反射微波的解耦接收,这项工作是对于未来聚变堆上先进微波诊断的预研工作。结果表明基于光学复用系统的快扫频微波反射仪可以极大的减少中平面窗口的占用面积,同时获得较高时刻分辨的电子密度剖面。对于EAST上涨落相关反射的升级,我们在2018年发展一套新的采用O模极化的多道密度涨落相关反射仪,可以同时测量位于EAST边界台基区内4×2个（径向×极向）位置的电子密度涨落。快扫频微波反射仪和O模密度涨落反射仪的诊断结合将为边界和台基湍流和结构特征提供更多有效的信息。（2）本论文的算法工作包括三个部分:利用快扫频微波反射仪测得的拍频信号（或说是飞行时间,τF信号）对等离子体湍流的高敏感性的特点,发展一种基于快扫频微波反射仪来研究湍流行为时空演化的TOF算法。相比通过反演密度分布来研究密度涨落行为,基于反射仪拍频信号的TOF算法具有更加直观、准确的优点。这使得快扫频微波反射仪将提供一种额外的、可同时测量边界到芯部整个密度分布下的密度涨落行为的诊断手段。针对快扫频微波反射仪反演得到的密度分布会被背景湍流影响,导致其在径向上可能出现较大误差（即异常点）,进而导致最小二乘法失效的弱点。提出了一种基于随机抽样一致思路来实现对密度分布（自动）优化拟合的改进RANSAC算法。另外,在改进RANSAC算法的基础上,进一步提出了结合遗传算法来加快迭代的GA-RANSAC算法。模拟和实验分布的拟合结果表明,相比传统的最小二乘法RANSAC和GA-RANSAC算法能够规避到异常点影响,实现对密度分布参数更加鲁棒、准确的估计。相比改进RANSAC算法的完全随机搜索策略,GA-RANSAC算法的自适应地全局搜索策略大大加快算法寻优速度,并且可以获得一系列稳定收敛的优化解。（3）本论文的物理研究主要是利用O模多道密度涨落反射仪发现一种与L-H转换相关的先兆环向对称磁振荡（AMO）现象,其特征频率范围在4-10 kHz。TOF算法表明AMO的出现位置位于L模边界梯度区。统计分析表明AMO的出现条件是当加热功率接近L-H转换阈值功率的时候。并且AMO可以在多个诊断系统中观察到,如微波反射仪,米尔诺夫线圈,偏滤器探针,测辐射热计,软x射线阵列以及Dα谱仪等。AMO的磁涨落结构为环向对称（n=0）,极向为m=2的驻波结构。A1MO的密度涨落成分在径向近乎同相,即AMO径向不传播。进一步的实验结果表明AMO对密度/磁背景涨落存在明显的幅度调制作用,进而导致边界密度/密度梯度以及偏滤器靶板粒子流被AMO所调制。另外,双谱分析表明AMO与背景湍流存明显的非线性相互作用,而且与其他三个相干频点（～4,～11,～15）kHz也存在非线性相互作用,其中4 kHz模式的产生机制与能量传递方向目前尚不清楚。AMO的频率定标为fm∝（▽ne/Ip2）-1,结果表明AMO的频率改变可能与极向剪切流有关。然而,由于缺少径向电场Er的测量,湍流强度与E×B的相位关系目前尚不清楚,这需要进一步的研究。推测这种AMO现象的本质不是GAM,而是EAST上新发现的极限环振荡（LCO）行为。
杨耀荣[2]（2021）在《托卡马克中离子鱼骨模和反剪切阿尔芬本征模混杂模拟研究》文中研究说明国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）和中国聚变工程试验堆（China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR）都需要实现等离子体的自持加热,其中氘和氚聚变反应会产生3.5 MeV的α粒子,这些α粒子可能激发频率范围为10 Hz-109Hz的各种不稳定性,而这些不稳定性反过来又会增强α粒子的输运,导致自持加热效率降低,甚至造成装置第一壁和偏滤器靶板热负荷过大而损坏。此外,一些辅助加热如中性束注入和离子回旋共振加热等也会产生大量的高能量粒子。因而,研究高能量粒子激发的不稳定性是非常重要的。本文主要就是采用基于动理学-磁流体混杂物理模型的程序NIMROD和M3D-K对两个重要的高能量粒子相关的不稳定性（离子鱼骨模和反剪切阿尔芬本征模（Reversed Shear Alfven Eigenmode,RSAE））进行了模拟研究。首先,我们采用NIMROD程序对HL-2A装置上电阻内扭曲模和鱼骨模进行了数值模拟研究,目的是更好地理解实验上ECRH对鱼骨模的稳定作用。我们重点研究了电阻对于内扭曲模和鱼骨模的影响。模拟结果表明,当磁雷诺数S≤105时,内扭曲模和鱼骨模的增长率随着S的增大而降低并满足定标关系γ∝S-1/3,而当S>105时,其增长率基本不随S的增大而变化。鱼骨模的频率随着S的增大先增大后几乎保持不变。此外,还通过扫描高能量离子beta份额和截止速度vcutoff详细地分析了高能量离子对于鱼骨模的影响。模拟结果表明随着βfroc的增加,m/n=1/1模式从一个内扭曲模逐渐转变为一个鱼骨模,并且高能量离子对内扭曲模具有致稳作用。除了高能量离子对于内扭曲模的稳定作用没有在解析结果中体现出来之外,模拟与理论解析的结果都基本一致。此外,鱼骨模的增长率和频率都与vcutoff几乎是一个线性的关系。然后,我们采用M3D-K程序模拟了 HL-2A装置上的下扫频RSAE,其中平衡剖面和关键的一些模拟参数都来自于HL-2A中的实验数据。这一部分内容的目的是通过数值模拟来鉴别关于下扫频RSAE主要的三种理论。我们通过上下平移安全因子q剖面而保持其形状不变扫描了其最小值qmin。随着qmin的降低,RSAE的频率先减小,并在qmin=m/n时达到最小值,然后就跟常见的RSAE一样开始频率上扫。模拟得到的下扫频RSAE的模结构是高度局域在qmin附近的,故不支持认为下扫频RSAE是地狱阿尔芬本征模（Infernal Alfven Eigenmode,IAE）的理论。模式频率和模结构的模拟结果都与HL-2A实验的发现是一致的。对于相同的|qmin-m/n|,下扫频RSAE的增长率小于上扫频RSAE,并且激发下扫频RSAE的高能量离子的beta阈值更大。这或许是全世界范围内的托卡马克和仿星器中很少发现下扫频RSAE的原因,并且这也与认为下扫频RSAE是准模的理论所预言的一致。由于M3D-K中并没有包含背景等离子体的有限拉莫半径效应,因此模拟结果表明热离子的有限拉莫半径效应并不是下扫频RSAE存在所必需的。然后我们还通过扫描高能量离子的βfrac,ρh/a和v0/vA0三个参数详细地研究了其对于RSAE的影响,并探究了高能量离子解稳RSAE的物理机制等。本文最后研究了高能量离子和RSAE之间的非线性共振。我们选择线性增长率相对较小的n=3,qmin=1.06的模式和线性增长率相对较大的n=3,qmin=1的模式作为研究的对象,通过对高能量离子能量扰动分布（δE）的详细分析确定了波粒之间的整数共振和分数共振。对于n=3,qmin=1.06的模式,不管是在线性阶段还是在非线性阶段,整数共振都是主导的,在非线性阶段并没有发现明显的波粒分数共振现象。对于n=3,qmin=1的模式,其频率在非线性阶段向上和向下啁啾,并在非线性阶段后期频率的上分支是主导的。高能量离子能量扰动分布的隆起部分（clump）和凹下部分（hole）分别对应于频率的上下分支。在频率逐渐分两支扫描的过程中,δE的clump和hole对应地向相反方向移动并最终彼此分离。我们挑选出能量增加较大的离子并统计它们的p值的分布（p=（3ωΦ-ωhigh）/ωθ）,其中ωhigh是频率的上分支。结果发现E/E0>0.5的离子的P值高度局域在2.5附近。同时,能量减少较大的离子的特征频率主要满足3ωΦ-2.5ωθ=ωlow即也发现了分数共振,这里的ωlow是模式的低频分支。我们认为是RSAE与高能量离子的非线性共振导致了反弹分量p是一个半整数,并且非线性分量p’=l=1。这些结果为最近提出的波粒非线性共振理论提供了新的证据。
江堤[3]（2020）在《利用电荷交换复合光谱诊断对EAST上径向电场对于输运影响的实验研究》文中研究表明径向电场对磁约束等离子体的约束和输运起到了至关重要的作用。但是其固有的复杂和多样性迄今还未能被充分的认识。如在低约束模向高约束模转换的过程以及内部输运垒的稳定维持中,径向电场以及带来的输运和约束问题仍不太明确。本论文依托于EAST超导托卡马克,利用高时空分辨的电荷交换复合光谱诊断,以L-H转换和内部输运垒作为出发点,对EAST上的径向电场对输运的影响进行了系统的实验研究。本论文首先介绍了 EAST上的电荷交换复合光谱诊断,电荷交换复合光谱（Charge-Exchange Recombination Spectroscopy,CXRS）诊断已经在 EAST 托卡马克装置上成功的测量到了数据并且可以用于研究等离子体中的径向电场等物理问题,该系统可以提供高时空分辨的特定杂质温度和旋转的测量。但是在实际诊断中却发现存在其他杂质的被动发射谱会出现在观测波长范围内。例如,由于边界CXRS视线落点有些位于离子回旋辐射加热的不锈钢波加热天线上,诊断会由此收集到铁的被动发射谱线,因此,本论文通过评估杂质离子的组份建立了一个拟合模型来模拟杂质发射谱,通过谱线拟合和电荷交换分量的仔细识别,提高了离子温度和旋转的信息精度。除此之外,本论文还利用谱分析的手段对羽化粒子进行了评估,在实验中也通过束调制的手段对羽化粒子效应进行了一定的观察,发现了羽化粒子效应对CXRS谱分析有一定的影响,需要进行拟合扣除。本论文还通过解哈密顿量的手段对塞曼效应以及精细结构的影响进行了一定的评估研究工作,发现塞曼效应在EAST上的CXRS谱分析中不能忽略,同样需要扣除,在经过这些效应的评估和扣除后,CXRS诊断的精度得到了提高。高约束模（H模）是未来ITER获得高参数等离子体的基础运行模式,但是从1982年第一次获得H模开始,L-H转换的机理就一直是等离子体物理研究的难题。本论文研究了 L-H转换发生前的径向电场的演化,同时对比分析了径向电场中压强项以及旋转项的贡献,发现了在逆磁项起主导作用的情况下,边界的环向旋转对于L-H转换也起到了一定的贡献,通过数据统计发现,较低的边界环向旋转更容易实现L-H转换,这也意味着未来惯性大,旋转低的大型装置更容易实现L-H转换。除此之外,本论文对磁扰动以及密度扰动下的L-H转换以及H-L转换也进行了一定的分析,发现了对RMP投入下以及SMBI的注入会对边界区域的径向电场形状产生改变,进而触发L-H转换以及H-L转换的结论。本论文还利用了边界电荷交换复合光谱诊断发现了台基附近的环向旋转对边界局域模的行为有影响,发现了较高的边界环向旋转及其剪切破坏边界局域剥离-气球模的稳定性,进而影响边界局域模的行为。本论文还通过对EAST高比压放电中的内部输运垒和E × B剪切的关系进行了研究,发现E×B剪切的存在抑制了芯部区域的离子温度梯度模不稳定性,并且还运用了回旋动力学模拟程序TGLF进行了验证。除此之外,本论文还对鱼骨模下的内部输运垒的形成进行了实验观察和模拟的研究,发现由于高能粒子爆发而形成的J × B力驱动径向剪切等离子体流和离子温度梯度模增长率相当时,也可以认为湍流输运被抑制,这也可以被认为是内部输运垒形成的另一种机制。
武婷婷[4]（2020）在《托卡马克中等离子体电阻和等离子体流对内扭曲模影响的数值研究》文中指出在托卡马克等离子体中,内扭曲模是一种发生在q=1磁面上的特殊扭曲模。内扭曲模不稳定性的理论、模拟和实验研究是磁约束聚变等离子体中一个重要的研究领域。在托卡马克放电过程中,当环向等离子体电流扩散到等离子体中心,芯部安全因子q0减小。当芯部安全因子q0<1时,等离子体中n=1的内扭曲模不稳定。ITER的标准运行方案为边缘局域高约束模式,其特征之一是磁面q因子径向向外单调上升,且芯部安全因子q0<1。因此研究内扭曲模的稳定性对未来ITER的运行具有重要的指导意义。内扭曲模与托卡马克等离子体中的鱼骨模和锯齿活动有关,这些不稳定模式对等离子体宏观约束有很大影响。因此,需要更好地理解内扭曲模的物理机理。本文主要研究托卡马克等离子体中的内扭曲模不稳定性,全文安排如下:第一章简要介绍了磁约束核聚变研究的背景、意义和目前最有前景的磁约束核聚变装置——托卡马克,列出了目前正在运行和建造中的主要托卡马克装置及其运行参数,简要回顾了内扭曲模、鱼骨模和锯齿的研究现状。第二章简要介绍了 CHEASE和MARS两个程序。CHEASE程序求解托卡马克等离子体平衡满足的固定边界Grad-Shafranov方程,为MARS等其它程序提供平衡位形。针对托卡马克环几何位形,MARS程序有几个不同的版本。MARS-F程序求解线性化磁流体方程、MARS-K程序求解线性化磁流体-动理学混合方程,数值研究托卡马克等离子体中扭曲模和电阻壁模等宏观磁流体稳定性。第三章利用MARS-K程序,数值研究了托卡马克等离子体中高能粒子和等离子体电阻对环向模数n=1的内扭曲模和鱼骨模的影响。结果表明,高能粒子是稳定还是解稳理想内扭曲模,取决于高能粒子的密度和压强的径向分布。在研究电阻鱼骨模的过程中考虑了存在理想导体壁和不存在理想导体壁两种情形。如果等离子体中理想内扭曲模是稳定的,这时考虑等离子体电阻和高能粒子的作用,会导致两个不稳定分支:一支是电阻内扭曲模,另一支是电阻鱼骨模。无论理想内扭曲模被理想导体壁稳定,还是由于低于Bussac压力极限而稳定,这两支不稳定模式行为类似。在实际的环形等离子体中,电阻内扭曲模是主要的不稳定性,它比电阻鱼骨模增长速率更快。等离子体电阻不能稳定电阻内扭曲模,但能稳定电阻鱼骨模。第四章利用MARS-K程序,数值研究了等离子体剪切环向流和热粒子漂移动理学效应对内扭曲模不稳定性的影响。当等离子体流为次声速量级时,等离子体流和流剪切对内扭曲模的影响较弱,但动理学效应很强。根据等离子体流体理论,当模式不是非常不稳定时,通过包含热粒子漂移贡献的非扰动MHD-动理学混合模型计算,发现模式的增长率将显着降低。剪切环向流的稳定与否取决于局部流剪切的径向位置,当负剪切靠近q=1的有理面时,负剪切环向流有强解稳作用,而当正剪切靠近q=1的有理面时,正剪切环向流有强稳定作用。第五章利用MARS-F程序,数值研究了平行流或极向流以及流剪切对环向旋转等离子体中内扭曲模不稳定性的影响。这些等离子体流之间的重要区别是,一维背景环向流的频率关于极向角对称,而增加的平行流的极向投影和环形投影都是等离子体小半径和极向角的函数。结果表明,平行流一般对内扭曲模的稳定性影响不大,但是如果一维环向流的频率固定,负剪切平行流有强的解稳作用。平行流的极向投影和环向投影具有较强的解稳作用,与均匀平行流的环向投影和极向投影相比,剪切平行流对内扭曲模的解稳效应略有减弱。第六章对全文进行了总结,并对今后的工作进行了展望。
李书翰[5]（2020）在《等离子体中静电波与高能量粒子非线性相互作用的粒子模拟研究》文中进行了进一步梳理波与粒子相互作用广泛存在于实验室和空间等离子体中,并在等离子体诊断、加热、输运、不稳定性激发等物理过程中起重要作用。理解波与粒子相互作用机制是理解和控制这些物理过程的关键。目前对波与粒子共振线性阶段的研究已经相对成熟,而描述其非线性行为的理论研究还有待完善和补充。本文从尾隆（bump-on-tail,BOT）模型出发,重点研究高能量电子和静电波相互作用中发生的非线性朗道阻尼过程。研究对高能量电子采用简单的初始分布,并通过滤波保留模型中特定模数的波,在保留系统中波-粒子非线性相互作用的前提下,抽象出其中核心物理过程。虽然这一简化模型在真实等离子体中并不常见,但对于发生在相空间局域的波-粒子共振,这种研究方法合理且不失一般性。基于BOT模型的理论工作通常求解高能量粒子的动理学及波的方程,以波的相位空间为坐标,对粒子分布函数进行谱展开。这种准线性方法具有清晰的物理图像,但是对于多模问题求解则具有较高难度。因此本文使用粒子模拟方法研究简化的BOT模型,编写了一个无碰撞（或外部引入碰撞效果）的粒子模拟程序来分析波与粒子共振的非线性过程。本论文一共分为六章,其中第一章为绪论,第二章描述了研究所采用的物理模型及模拟所使用的数值方法,并对模拟程序中如时空步长等数值参数做收敛性分析,验证了程序的合理性与可靠性。第三章研究无耗散系统中波与粒子共振的非线性过程。在无碰撞情况下,单波与高能量粒子共振过程的模拟结果符合理论预测。在双波同时与高能量粒子共振的情况下,模拟发现模式被高能量粒子激发增长至接近饱和时,相空间中主共振相岛之间会形成次级共振相岛。次级相岛的形成是由于线性叠加的两支波通过拍频形成了一支“虚拟波”,这支“虚拟波”捕获了部分原通行高能量粒子,调制其速度分布。即使相空间中两支波的主共振区不发生交叠,也会观察到次级相岛的形成。次级相岛的出现增加了波与粒子交换能量的途径使高能量粒子传递更多能量给波场。第四章研究耗散系统中波与粒子共振的非线性行为。所加入的耗散效应为背景阻尼和高能量粒子的动力学摩擦,考虑这两种效应后模拟了波-粒子共振中波频率发生展宽（即扫频）及粒子速度分布中形成洞-堆（hole-clump）结构的过程。研究发现:（1）背景耗散是引起波发生扫频的原因。系统在强/弱增长率的情况下均会出现波的扫频现象,波频率展宽随着背景阻尼的增加而增加,模式饱和振幅随背景阻尼的增加而减小。（2）系统仅存在速度拖拽效应时波扫频现象不会发生,当拖拽效应与背景阻尼同时存在时,扫频现象发生,此时速度拖拽可以增加波的频率展宽,在背景阻尼较大时这种增强效果较强。（3）对高能量粒子相空间演化的研究给出了 hole-clump结构形成的物理图像。研究发现双波与高能量粒子共振时,不同模式之间非线性耦合的效果会增加每支波受到的阻尼,使波的饱和幅度降低,降低高能量粒子和波的能量交换效率。在阻尼较大时,这种使波-粒子能量交换减少的效果超过了次级相岛使能量交换增加的效果。第五章研究了高能束电子-等离子体系统中激发的静电孤立波及其与具有一定速度分布的高能量电子之间的相互作用。模拟结果展示了静电孤立波产生及调制背景电子和高能电子速度的物理过程。给出了在双流模式下,具有不同速度的高能电子束可以激发孤立波的波数区间及其对应的最大增长率。研究发现在BOT模式下,被高能量粒子激发的静电孤立波有更高的饱和振幅和更长的持续时间。最后一章对全文进行了总结并对未来的工作进行了展望。
朱毅仁[6]（2020）在《中国聚变工程试验堆草型边界局域模运行方案数值模拟研究》文中认为边界局域模（Edge localized mode,ELM）是等离子体进入高约束模式时在等离子体边界反复产生的一种宏观磁流体不稳定性,它对等离子体能量的约束以及装置材料都会产生极大影响。中国聚变工程试验堆（China Fusion Engineering Testing Rector,CFETR）作为目前提出的中国下一代聚变反应堆装置,它的一个主要目标是实现燃烧等离子体的高参数稳态运行。因此,幅度小且又能满足等离子体向外输运需求的草型边界局域模（Grassy ELM）是一种潜力很大的高约束模式运行备选方案。本文即是围绕ELM物理研究及探索CFETR无ELM或小ELM运行方案展开,发现在高比压条件下草型ELM存在一个电子碰撞率窗口,并利用EPED和BOUT++数值模拟程序首次提出解释草型ELM物理机制的理论模型。建立自洽的平衡是实现可靠的边界稳定性分析的第一步。过去针对台基不稳定性的研究只使用拟合方法生成的平衡并没考虑到台基-芯部的互相作用及电流-压强耦合效应,但实际中这两点相当重要。本文利用EPED与TGYRO分别演化等离子体芯部与台基区的参数剖面,通过线性拟合的方法将这两部分结合在一起。然后代入到ONETWO、TGYRO、EFIT循环当中,直至收敛。在这个集成模拟流程下最终得到的自洽的芯部-台基耦合的平衡能使不稳定性计算结果更真实准确。本文也首次尝试使用EPED-NN通过神经网络方法来减少集成模拟所需的时间,但输入参数超过机械学习的训练范围后计算结果与实际情况会产生明显差别。基于剥离气球模理论（Peeling-Ballooning theory）,主要使用ELITE和BOUT++对CFETR的平衡进行不稳定性分析。首先对ELITE及BOUT++、GATO、NIMROD等计算等离子体宏观不稳定性的模拟程序进行对比校验工作,以保证ELITE及BOUT++计算结果的准确性及正确性。之后对拉长比、三角度等位型参数与边界局域模的关系进行研究,并为CFETR探索有效电荷数及台基顶密度的优化区间。接着通过ELITE描绘出CFETR剥离气球模边界,与实验中低（高）环向模数的不稳定性在剥离（气球）模边界占主导的结果一致。同时,也通过BOUT++发现了逆磁效应、剪切流、电阻率等非理想效应对不同环向模数的不稳定性的影响。此外,使用BOUT++对不同参数条件下的等离子体进行了非线性模拟研究,发现高极向比压（～2）下在一定的台基顶电子碰撞率范围（0.3-0.7）中存在草型ELM运行的窗口,这与之前实验中展示的结果类似。在通过扫描密度得到的剥离气球模边界上,密度的变化使碰撞率改变从而影响台基自举电流,高极向比压引起较大的Shafranov位移也会使流体面平均压强驱动受到影响。这两种机制的共同作用使不稳定性在中等碰撞率区间里存在剥离模占主导的窗口,而在这个窗口中边界局域模坍塌的非线性演化过程里出现了循环恢复的现象,也就是草型边界局域模的特征。高极向比压时低环向模数的扭曲剥离不稳定性（kink-peeling instability）在超过一定电流阈值时快速增长,超过不稳定性边界后又因为剖面的坍塌被迅速抑制,这很好地解释了边界局域模坍塌后迅速恢复的现象,而这种现象不会在气球模占主导的区域发生。
王亚辉[7]（2020）在《超声分子束和alpha粒子径向输运研究》文中研究指明JET和TFTR托卡马克装置上的氘氚聚变反应在实验上验证了聚变反应的可行性,为建立自持燃烧的聚变装置做出了重要的尝试。正在建设的国际热核聚变实验堆将要实现的重要目标是氘氚聚变反应释放的能量大于加热消耗能量的5倍以上,中国聚变工程实验堆也将进行氘氚聚变反应,并验证建设商业示范聚变堆需要的技术和部件。燃烧等离子体物理对聚变堆设计和实现聚变反应的高效稳态运行至关重要。聚变装置的长时间稳态运行需要高效的加料和加热方式。超声分子束注入是主要的加料方式之一。聚变产生的alpha粒子输运和alpha对背景等离子体加热是燃烧等离子体物理研究的重点内容。本工作开发了一维多流体径向输运程序TPSMBI,用于研究超声分子束和alpha粒子径向输运特征。首先发展了一维超声分子束注入加料模型,模型包含了超声分子束注入过程中主要的物理过程:分子分解、原子电离、原子和离子之间的电荷交换等。基于超声分子束注入模型发展了 TPSMBI程序,并比较系统的研究了超声分子束注入通量、注入速度、注入气体温度和分子有效分解率对超声分子束注入过程的影响。随后在TPSMBI程序中加入alpha粒子微观湍流输运模型,研究alpha粒子微观湍流输运和alpha粒子对背景等离子体的加热。此外本文用NOVA程序研究了反剪切阿尔芬波的辐射阻尼问题,为后续研究反剪切位形下阿尔芬波不稳定性激发alpha粒子输运做准备。在超声分子束注入通量恒定并改变超声分子束注入速度时,超声分子束注入深度和等离子体密度径向剖面变化很小。维持超声分子束注入密度恒定并增加超声分子束注入速度可以增加超声分子束注入深度,缩短分子密度波前达到稳态的时间。降低超声分子束注入气体温度可以得到速度均一性更好的超声分子束。降低分子有效分解率可以显着地增加超声分子束注入深度,降低分子有效分解率可能是HL-2A托卡马克装置上包含团簇的低温超声分子束注入深度增加的原因。微观湍流输运引起的alpha粒子输运损失很小,大部分alpha粒子通过慢化过程变成氦灰。聚变刚开始到alpha粒子和氦灰密度达到稳态之前,alpha粒子密度增长速度逐渐降低,氦灰密度增长速度先升高后降低。alpha粒子在能量空间中的扩散降可以显着降低alpha粒子径向输运水平。微观湍流输运下alpha粒子通过库伦碰撞为背景等离子体提供的能量大于芯部背景等离子体的热输运损失的能量。反剪切阿尔芬波的辐射阻尼随环向模数的增加近似线性增长。高能粒子对辐射阻尼的贡献与高能粒子压强与等离子体总压强的比值密切相关,高能粒子对反剪切阿尔芬波的辐射阻尼的贡献与背景等离子体贡献在同一量级。高环向模数下反剪切阿尔芬波的辐射阻尼率远大于电子朗道阻尼率、离子朗道阻尼率和碰撞朗道阻尼率。本工作为研究燃烧等离子体物理发展了一维流体输运程序TPSMBI,并将其耦合到ONETWO程序中。可用于快速计算燃烧等离子体中的燃烧率、alpha粒子微观湍流输运和alpha粒子对背景等离子体加热等问题,为聚变堆的设计提供alpha粒子相关的数据支持。也可用于分析与超声分子束注入相关的实验数据,为优化超声分子束注入加料方式提供依据。
房玉[8]（2020）在《漂移动理学阻尼和等离子体剪切流对CFETR中电阻壁模影响的数值研究》文中指出托卡马克装置是成功实现聚变能发电最有希望的磁约束装置之一。中国聚变工程试验堆CFETR是中国聚变发展路线上的下一个托卡马克装置。在托卡马克装置运行过程中,宏观磁流体不稳定性会严重影响聚变装置的比压进而影响装置的经济效益。而外扭曲模（external kink mode简称XK）作为其中最重要的不稳定模式,会严重影响装置的稳态运行。研究表明,距离等离子体边界较近的电阻为零的理想导体壁可以完全抑制托卡马克中的外扭曲模。但是,在现实中并不存在电阻为零的理想导体壁,导体壁中会有有限电阻,被称之为电阻壁。当采用电阻壁对外扭曲模进行抑制时,由于导体壁中有有限电阻,会有残余不稳定性,称为电阻壁模（resistive wall mode简称RWM）。电阻壁模的时间尺度比外扭曲模长很多,为磁场在导体壁中扩散的时间尺度,大约在微秒量级。对于聚变装置,电阻壁模是必须面对的宏观磁流体不稳定性。本文基于13MA CFETR稳态运行平衡,利用MARS-K程序进行了电阻壁模稳定性的研究。抑制电阻壁模的主要途径有主动控制和被动控制两种。本文研究被动控制对电阻壁模的抑制作用。被动控制是指电阻壁模与各种耗散发生共振阻尼来控制电阻壁模增长的方法。本文主要研究两种耗散对电阻壁模的抑制作用,即研究平行离子声波和捕获热粒子的进动漂移运动对电阻壁模的抑制作用。本论文安排如下。第一章简要介绍了聚变能源的背景和研究不稳定模式的必要性。核聚变产生的能源具有安全、清洁、可持续等优点,是理想能源的最佳选择。发生核聚变反应需要满足劳森判据。对于磁约束聚变装置,能量约束时间需要达到秒的数量级。而聚变装置中的宏观磁流体不稳定性会影响装置的稳态运行,严重时会导致放电终止。第二章主要介绍了本文所用的MARS-K程序、后文会用到的动理学系数?D、CFETR13MA稳态运行平衡以及研究中会用到的三种不同的等离子体旋转剖面,即均匀流剖面、与国际热核聚变实验堆ITER设计位形类似的等离子体旋转剖面和CFETR等离子体流剖面。第三章只考虑平行离子声波对电阻壁模的抑制作用,研究了平行粘滞系数,等离子体比压和旋转对电阻壁模的影响。同时还研究了三种不同的旋转剖面对RWM的作用。第四章仅考虑捕获热粒子的进动漂移运动对电阻壁模的抑制作用,研究了?D、等离子体旋转和等离子体比压对RWM的作用。并且发现在比压比较大时,会存在两支动理学根。最后给出了本文的结论与展望。
任珍珍[9]（2019）在《托卡马克中高能量粒子驱动的若干不稳定性模拟研究》文中指出目前,托卡马克磁约束聚变装置是最有希望实现可控核聚变从而解决能源问题的聚变装置之一。经过近几十年研究和探索,磁约束核聚变研究已经取得很大进展,但是依然存在着许多关键的物理和工程问题需要去解决。其中,高能量粒子（Energetic Particle,EP）物理的研究对目前托卡马克装置稳态运行以及未来装置中燃烧等离子体的预测极其重要,因为高能量粒子不仅可以加热等离子体,而且会激发各种不稳定性,这些不稳定性会导致高能量粒子损失、降低装置约束性能,甚至会破坏装置第一壁。高能量粒子产生方式主要有两种:第一,由各种辅助加热产生,包括中性束注入、电子回旋共振加热、离子回旋共振加热等;第二,氘氚聚变反应产生阿尔法粒子（Alpha Particles）。高能量粒子激发的不稳定性主要分为两类:一类是磁流体类型的不稳定性,例如鱼骨模;另一类是各种阿尔芬本征模（Alfven Eigenmodes,AEs）,例如环向阿尔芬本征模（Toroidal Alfven Eigenmode,TAE）。辅助加热对于目前的托卡马克聚变装置是必不可少的,包括HL-2A、EAST、DⅢ-D等;对于未来聚变装置国际热核聚变堆ITER和中国聚变工程实验堆（China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR）,氘氚聚变反应也会产生大量高能量阿尔法粒子。因此,本论文系统地模拟分析了高能量粒子激发的高模数占主导的高能量粒子模物理特征,DⅢ-D装置上的鱼骨模以及AEs,同时也对未来中国聚变工程实验堆装置上阿尔法粒子激发的AEs进行了模拟分析。本论文的各章内容总结如下:第一章,主要介绍了本论文的研究背景、研究意义;并且简单地总结了一下鱼骨模以及阿尔芬本征模的发展历史以及研究现状。第二章,简单地描述了本论文所使用程序的物理模型,包括磁流体动理学混合程序M3D-K以及回旋动理学程序GEM。第三章,研究了捕获粒子激发的高环向模数（n）占主导高能量粒子模（Energetic Particle Mode,EPM）的激发条件和物理特征。发现在弱磁剪切下高n占主导的高能量粒子模可以被激发,且随着高能量粒子压强增大,被激发的高能量粒子模更不稳定。通过分析共振关系发现高n谐波满足多种共振关系,m/n=1/1不稳定性只满足一种共振关系。另外,通过对比分析了磁流体非线性效应对饱和幅度的影响,结果表明磁流体非线性效应对低n模饱和幅度影响比较大,对高n不稳定性的饱和幅度几乎没有影响。在非线性阶段,高n不稳定性出现向下或者向上扫频,且扫频幅度比较小,与经典鱼骨模差别比较大。最后,对比分析了非线性阶段不同高阶谐波不稳定性引起的高能量粒子分布函数随时间变化情况。第四章,研究了 DⅢ-D托卡马克装置上高能量粒子激发的鱼骨模和AEs不稳定性。在DⅢ-D托卡马克中,中性束注入会激发AEs不稳定性;然而,最近发现加入电子回旋电流驱动（Electron Cyclotron Current Drive,ECCD）会抑制AEs,激发鱼骨模。因此,选择了两炮典型的放电平衡对上述现象进行了模拟分析,其中一炮是只有中性束的情况,另外一炮中既有中性束又有电子回旋电流驱动。通过分析增长率、模频率、模结构以及连续谱的特征,发现在没有ECCD情况下激发的是n=3占主导比压阿尔芬本征模（Beta-induced Alfven Eigenmode,BAE）,而加入ECCD效应之后激发了n=1占主导鱼骨模。通过对比发现,上述两炮放电的平衡和参数最主要差别是高能量粒子压强与总压强比值（Phot/Ptotal）以及安全因子剖面中心值（q0）不同,因此在Phot/Ptotal和q0参数空间对不同n模进行了系统地扫描,模拟结果表明随着q0和Phot/Ptotal变化,鱼骨模和AEs可以发生相互转换;且找到了一个稳定参数区间,在这个稳定区间内,AEs和鱼骨模都是稳定的,这个稳定区间可以给未来托卡马克放电提供一个很好的参考。第五章,利用回旋动理学程序GEM,基于CFETR设计阶段的平衡和参数分析了高能量粒子激发的AEs。通过对比发现,中性束注入产生的各向异性高能量粒子对模拟结果影响非常小,因此在这个工作中主要考虑了聚变反应产生阿尔法粒子的影响。首先,对不同环向模数进行了分析,发现n=10的模是最不稳定且是TAE不稳定性,因此主要对n=10不稳定性进行了详细地模拟分析。对于阿尔芬本征模,安全因子（q）剖面是一个非常重要的影响因素,因此特别地分析了安全因子最小值（gm,n）对AEs不稳定的影响,模拟发现只考虑单个模情况下,当qmin变化很小的时候,增长率和模结构就会有比较大的变化。归一化阿尔法粒子速度（vh/vA）以及归一后拉莫尔半径（ρh/a）是两个与高能量粒子相关非常重要的参数,模拟分析了这两个参数变化对增长率和模频率的影响,且发现CFETR这两个参数均位于增长率比较大的位置。背景等离子体密度/温度的变化会导致其他参数变化,尤其是阿尔法粒子密度以及与阿尔法粒子分布有关的参数,在同时考虑与背景热离子（thermal ion）密度/温度变化有关参数情况下,分析了热离子密度/温度变化对增长率的影响,结果表明随着热离子密度增大/温度减小,增长率逐渐减小直到达到稳定。最后一章对本论文进行了总结并提出工作展望。
周利娜[10]（2019）在《基于环向等离子体响应的共振磁扰动线圈优化》文中指出边缘局域模是一种周期性爆发的不稳定性,它普遍存在于托卡马克高约束放电中。在未来装置上,因为台基区等离子体的碰撞频率很低,所以会产生大幅度、小频率的边缘局域模,这种边缘局域模称为Ⅰ类边缘局域模。I类边缘局域模会大大降低真空壁和偏滤器的寿命,所以控制Ⅰ类的边缘局域模是对未来托卡马克装置设计的一个关键问题。共振磁扰动是控制边缘局域模最有前途的方法之一。环向线性模拟研究表明,两个和等离子体响应相关的优化参数对控制线圈优化位形的预测是一致的。这两个参数分别为边界有理面上的总扰动场b圻es和分界面上X点的扰动位移ζX。本文根据这两个优化参数,用全环、电阻、线性单流体响应模型MARS-F系统地模拟研究了ITER和EU DEMO上共振磁扰动线圈的几何位形和电流位形对边缘局域模控制的影响。第三章中采用了ITER 15MA的平衡,基于等离子体对外加三维扰动场的响应研究了ITER上控制线圈几何位形的优化。本章计算了四种环向模数n=1-4产生的磁扰动。当用上下两组线圈控制边缘局域模时,本章研究了三种电流相位差分别为△Φ=0°、90°和180°。由于等离子体的屏蔽作用,n=1的扰动场很小,所以对于线圈几何的优化主要考虑n=2-4。研究表明,根据本文中等离子体响应的优化判据,除了两个例外,整体而言,目前ITER设计的上下线圈的极向位置接近最优区,而极向宽度还没有达到最优区。对中线圈的研究表明,等离子体的响应随着线圈径向位置的增大迅速衰减,衰减率与中线圈的环向模数和极向宽度有关。中线圈的极向宽度接近最优区。第四章中,为了用磁扰动线圈实现EU DEMO上边缘局域模的缓解或抑制,本章在EU DEMO1平衡下,计算了EU DEMO上控制线圈的优化位形。研究表明,单独用中线圈控制边缘局域模时,在n>2的线圈位形下,实现最优边缘局域模控制的极向宽度约为30°-50°。用上下两组线圈控制边缘局域模时,由本文定义的优化判据可知,线圈极向位置和两组线圈之间的电流相位差都会显着地影响外加扰动对边缘局域模的控制。最优的电流相位差随极向位置的变化可用简单的解析模型计算,假设在每种线圈几何下,都可以达到最优的电流相位差,则靠近中平面的上下线圈会产生更大的扰动场。在同样的电流下,可以通过增大安装在双壁外侧线圈的极向宽度,使双壁外侧线圈与内侧线圈产生大小相当的低n（n=1-3）的磁扰动场。第五章中,为了评估EU DEMO上实现边缘局域控制所需的最小电流,本章选择了一个保守的阈值判据,即能使X点的扰动位ζX达到10mm。假设EU DEMO上控制线圈的最大电流可达到300kAt,在这一电流下,低,n（n=1-3）线圈位形在X点产生的扰动位移大于10mm。而用高n（n=4-6）场控制边缘局域模时,实现边缘局域模控制电流的阈值大于300 kAt。在工程上,EU DEMO真空壁上设计的窗口会限制控制线圈可安装的极向位置和极向宽度。本章的结果表明,即使在窗口的限制下,仍然存在一些线圈位形能在X点产生大于10mm的扰动位移。本章最后基于环向模拟,分析了EU DEMO上部分线圈的故障。结果表明,用n=2-4的线圈位形控制边缘局域模时,故障线圈会引起较大的n=1的谐波分量。为了保证边缘局域模的控制效率,在线圈发生故障时,我们需要用误差场线圈来校正n=1分量的影响。
二、高能飞行粒子对托卡马克中内扭曲模的稳定效应（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高能飞行粒子对托卡马克中内扭曲模的稳定效应（论文提纲范文）
（1）EAST托卡马克上边界和台基结构的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 前言 |
| 1.1 核聚变与托卡马克 |
| 1.1.1 聚变反应与劳森判据 |
| 1.1.2 托卡马克装置与等离子体约束模式 |
| 1.1.3 EAST全超导托卡马克装置 |
| 1.2 边界和台基结构的研究现状综述 |
| 1.2.1 高约束模及其特征 |
| 1.2.2 边界和台基结构与参数预测 |
| 1.2.3 台基湍流与回旋动理学模拟 |
| 1.3 本论文结构介绍 |
| 第2章 微波反射仪基本原理与研究现状 |
| 2.1 磁化等离子体中的电磁波 |
| 2.2 微波反射仪的基本原理 |
| 2.2.1 密度涨落的测量 |
| 2.2.2 密度剖面的测量 |
| 2.3 国内外微波反射仪的发展与研究现状 |
| 2.3.1 其它装置上的微波反射仪 |
| 2.3.2 EAST装置上的微波反射仪 |
| 2.4 本章讨论与小结 |
| 2.4.1 讨论 |
| 2.4.2 小结 |
| 第3章 常用数据处理方法 |
| 3.1 剖面微波反射仪的密度反演算法 |
| 3.1.1 传统反演方法 |
| 3.1.2 改进算法 |
| 3.1.3 基于神经网络的反演方法 |
| 3.1.4 基于卷积神经网络的X模微波反射仪密度零点位置确定方法 |
| 3.2 湍流数字信号的分析方法 |
| 3.2.1 时域算法 |
| 3.2.2 频域算法 |
| 3.2.3 时频域算法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于快扫频微波反射仪的先进数据算法 |
| 4.1 基于快扫频微波反射仪拍频信号研究MHD行为的TOF算法 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 TOF算法原理 |
| 4.1.3 TOF算法结果: 以撕裂模为例 |
| 4.2 基于随机抽样一致思路对密度剖面的优化拟合算法(modifiedRANSAC) |
| 4.2.1 随机抽样一致算法(RANSAC)的基本思路:以简单拟合为例 |
| 4.2.2 改进的随机抽样一致算法(modified RANSAC)算法框架 |
| 4.2.3 modified RANSAC算法结果Ⅰ: 模拟分布 |
| 4.2.4 modified RANSAC算法结果Ⅱ: 实验分布 |
| 4.3 基于随机抽样一致算法与遗传算法加速迭代的优化拟合算法(GA-RANSAC) |
| 4.3.1 遗传算法(GA)介绍 |
| 4.3.2 GA-RANSAC算法框架 |
| 4.3.3 GA-RANSAC算法细节 |
| 4.3.4 GA-RANSAC算法结果Ⅱ: 模拟分布 |
| 4.3.5 GA-RANSAC算法结果Ⅱ: 实验分布 |
| 4.4 本章讨论与小结 |
| 第5章 L-H转换的先兆低频环向对称磁振荡(AMO)的实验研究 |
| 5.1 实验参数与诊断分布 |
| 5.1.1 诊断分布 |
| 5.1.2 实验参数 |
| 5.2 AMO的结构与位置 |
| 5.2.1 通过磁探针阵列获得AMO的环/极向结构 |
| 5.2.2 通过O模密度涨落反射仪获得AMO的径向结构 |
| 5.3 AMO的出现条件与L-H转换阈值相关 |
| 5.4 AMO的模频率定标研究 |
| 5.5 AMO对密度/磁涨落的幅度调制及其影响 |
| 5.5.1 AMO对密度/磁涨落的幅度调制 |
| 5.5.2 AMO与背景湍流的三波相互作用 |
| 5.5.3 AMO对等离子体密度边界结构/粒子输运的影响 |
| 5.5.4 其它观察: AMO与一种4kHz n=0模式的相互作用 |
| 5.6 本章讨论与小结 |
| 5.6.1 讨论 |
| 5.6.2 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（2）托卡马克中离子鱼骨模和反剪切阿尔芬本征模混杂模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 聚变能 |
| 1.1.1 人类能源发展简史 |
| 1.1.2 可控热核聚变 |
| 1.1.3 托卡马克装置 |
| 1.2 磁流体力学和动理学概述 |
| 1.2.1 磁流体力学 |
| 1.2.2 动理学 |
| 1.3 粒子在托卡马克中的运动 |
| 1.4 托卡马克中的高能量粒子不稳定性 |
| 1.5 本论文的结构 |
| 第二章 离子鱼骨模和反剪切阿尔芬本征模理论 |
| 2.1 离子鱼骨模研究概况 |
| 2.2 内扭曲模理论 |
| 2.2.1 理想内扭曲模 |
| 2.2.2 电阻内扭曲模 |
| 2.3 离子鱼骨模理论 |
| 2.3.1 不存在电阻效应 |
| 2.3.2 存在电阻效应 |
| 2.4 阿尔芬本征模概述 |
| 2.4.1 TAE,EAE和NAE简介 |
| 2.4.2 BAE,RSAE和GAE简介 |
| 2.5 上扫频RSAE理论 |
| 2.6 下扫频RSAE三种不同的理论 |
| 2.6.1 下扫频RSAE是准模 |
| 2.6.2 下扫频RSAE是KRSAE |
| 2.6.3 下扫频RSAE是IAE |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 混杂物理模型和数值方法 |
| 3.1 等离子体平衡 |
| 3.2 磁流体部分 |
| 3.2.1 磁流体方程组无量纲化 |
| 3.2.2 磁流体方程组标量化 |
| 3.3 动理学部分 |
| 3.4 压强耦合 |
| 3.5 网格划分与数值计算方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 HL-2A装置上离子鱼骨模稳定性的模拟研究 |
| 4.1 实验现象 |
| 4.2 NIMROD模拟参数设置 |
| 4.3 模拟结果与讨论 |
| 4.3.1 电阻对内扭曲模和鱼骨模的影响 |
| 4.3.2 高能量离子对鱼骨模的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 下扫频RSAE的模拟研究 |
| 5.1 实验现象 |
| 5.2 M3D-K模拟参数设置 |
| 5.3 模拟结果和讨论 |
| 5.3.1 q_(min)对RSAE的影响 |
| 5.3.2 对比分析高能量离子对上/下扫频RSAE的影响 |
| 5.3.3 RSAE的解稳机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 RSAE与高能量离子非线性共振的模拟研究 |
| 6.1 实验现象 |
| 6.2 模拟结果与讨论 |
| 6.2.1 n=3,q_(min)=1.06非线性模拟结果分析 |
| 6.2.2 n=3,g_(min)=1非线性模拟结果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 附录A ▽·P_h的推导 |
| 附录B NIMROD中的混杂物理模型 |
| B.1 扩展的MHD方程组 |
| B.2 δf—PIC方法 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）利用电荷交换复合光谱诊断对EAST上径向电场对于输运影响的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 能源问题 |
| 1.2 什么是核聚变 |
| 1.3 磁约束聚变 |
| 1.4 EAST以及EAST上的中性束系统简介 |
| 1.5 tokamak等离子体的几种运行模式 |
| 1.5.1 欧姆加热 |
| 1.5.2 低约束模(L-mode) |
| 1.5.3 高约束模(H-mode)以及I-mode |
| 1.5.4 内部输运垒(ITB) |
| 1.6 径向电场以及E×B剪切 |
| 1.7 电荷交换复合光谱诊断简介 |
| 1.8 第一章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第2章 电荷交换复合光谱诊断及其在EAST上的应用 |
| 2.1 电荷交换复合光谱诊断原理及数据处理 |
| 2.1.1 电荷交换复合光谱诊断原理 |
| 2.1.2 电荷交换碰撞截面 |
| 2.1.3 光子发射模型 |
| 2.1.4 发射系数 |
| 2.1.5 电荷交换观测谱的组成 |
| 2.1.5.1 主动电荷交换谱Active charge exchange (ACX) |
| 2.1.5.2 被动电荷交换谱Passive charge exchange (PCX) |
| 2.1.6 通过主动谱给出杂质离子温度和与旋转速度信息 |
| 2.1.7 结合BES诊断提供杂质离子密度信息 |
| 2.2 EAST上电荷交换复合光谱诊断硬件介绍以及系统标定 |
| 2.2.1 收光系统 |
| 2.2.1.1 环向系统 |
| 2.2.1.2 极向系统 |
| 2.2.2 收光系统保护措施 |
| 2.2.3 高通光量光谱仪系统 |
| 2.2.4 电荷耦合元件Charge coupled Device(CCD) |
| 2.2.5 EAST上电荷交换复合光谱诊断系统的标定 |
| 2.2.5.1 空间标定 |
| 2.2.5.2 波长标定 |
| 2.2.5.3 强度标定 |
| 2.3 EAST上影响电荷交换光谱的诊断数据精度的一些干扰效应评估及处理 |
| 2.3.1 杂质谱对EAST上边界电荷交换复合光谱诊断的影响处理 |
| 2.3.2 韧致辐射背景谱的影响及其在EAST电荷交换复合光谱诊断上的评估 |
| 2.3.3 束晕效应及其在EAST电荷交换复合光谱诊断上的评估 |
| 2.3.4 羽化粒子效应对EAST上电荷交换复合光谱诊断数据处理的影响 |
| 2.3.5 EAST上电荷交换复合光谱诊断上塞曼效应及精细结构效应评估 |
| 2.4 第二章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第3章 托卡马克上的输运理论 |
| 3.1 粒子径向输运理论 |
| 3.2 经典理论以及粒子漂移 |
| 3.3 新经典输运理论 |
| 3.4 湍流输运理论 |
| 3.4.1 等离子体湍流形式 |
| 3.4.2 回旋动力学方程组 |
| 3.4.3 等离子体湍流通量计算 |
| 3.5 湍流抑制 |
| 3.5.1 漂移波湍流 |
| 3.5.2 湍流抑制 |
| 3.5.2.1 磁剪切 |
| 3.5.2.2 平衡流剪切 |
| 3.5.2.3 带状流 |
| 3.5.2.4 沙哈洛夫位移 |
| 3.6 第三章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第4章 EAST托卡马克上的L-H转换与径向电场的相关研究 |
| 4.1 国外聚变装置上L-H转换下径向电场的实验观察 |
| 4.2 基于电荷交换复合光谱诊断分析EAST上边界相关物理 |
| 4.2.1 EAST上L模和H模边界离子温度和旋转速度典型剖面 |
| 4.2.2 EAST上L-H转换发生前径向电场中各项贡献以及H模阈值和边界环向旋转关系 |
| 4.2.3 EAST上通过外部添加扰动情况下的L-H转换物理分析 |
| 4.2.3.1 径向磁扰动影响粒子输运 |
| 4.2.3.2 SMBI注入触发H-L转换 |
| 4.2.3.3 等离子体电流爬升触发L-H转换 |
| 4.2.4 边界环向旋转剪切同边界MHD不稳定性之间的关系 |
| 4.3 第四章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第5章 EAST托卡马克中具有内部输运垒的稳态运行模式的实验研究 |
| 5.1 具有高比压的ITB稳定运行模式放电的优势 |
| 5.2 ITB的形成原因概述 |
| 5.3 ITB和ETB的联系与区别 |
| 5.4 EAST上高比压放电中内部输运垒的特征 |
| 5.4.1 内部输运垒的观察 |
| 5.4.2 E×B流剪切以及ITG线性增长率 |
| 5.4.3 不稳定性数值模拟 |
| 5.4.4 低阶有理q以及α-stabilization影响 |
| 5.4.5 内部输运垒的崩塌 |
| 5.5 内扭曲模下芯部输运垒相关实验研究 |
| 5.5.1 n=m=1内扭曲模 |
| 5.5.1.1 锯齿振荡(sawtooth osillations) |
| 5.5.1.2 鱼骨模(fishbone) |
| 5.5.2 EAST上内扭曲模下旋转变化的相关研究 |
| 5.5.2.1 鱼骨模-→锯齿振荡 |
| 5.5.2.2 阿尔芬本征模→鱼骨模→锯齿震荡 |
| 5.5.3 内部扭曲模稳定性理论 |
| 5.5.4 鱼骨模下输运垒形成理论 |
| 5.6 第五章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结以及创新性结论 |
| 6.2 未来计划以及研究展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）托卡马克中等离子体电阻和等离子体流对内扭曲模影响的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 核聚变能源 |
| 1.2 托卡马克 |
| 1.2.1 托卡马克装置概况 |
| 1.2.2 托卡马克装置的结构及参数限制 |
| 1.3 几种主要的磁流体不稳定性 |
| 1.3.1 内扭曲模 |
| 1.3.2 鱼骨模 |
| 1.3.3 锯齿振荡 |
| 1.4 本文主要研究思路 |
| 2 物理模型及数值模拟方法 |
| 2.1 等离子体平衡方程 |
| 2.2 CHEASE程序简介 |
| 2.3 MARS程序介绍 |
| 2.3.1 MARS-F程序磁流体模型简介 |
| 2.3.2 MARS-K程序磁流体-动理学混合模型简介 |
| 2.3.3 等离子体平衡及归一化参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 电阻内扭曲模和电阻鱼骨模的环向模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型及高能粒子的动理学剖面 |
| 3.3 等离子体边界有理想导体壁的计算结果 |
| 3.3.1 高能粒子的漂移动理学效应对内扭曲模的影响 |
| 3.3.2 等离子体电阻对内扭曲模的影响 |
| 3.3.3 在环几何结构下高能粒子激发的理想鱼骨模 |
| 3.3.4 等离子体电阻对鱼骨模的稳定性影响 |
| 3.4 等离子体边界无理想导体壁的计算结果 |
| 3.5 解析模型计算结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 环向模拟研究热粒子漂移动理学效应和次声速等离子体流对内扭曲模的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 剪切等离子体流剖面 |
| 4.3 热粒子动理学效应对内扭曲模稳定性的影响 |
| 4.3.1 通行热离子的动理学效应 |
| 4.3.2 捕获热粒子的动理学效应 |
| 4.4 等离子体流对内扭曲模不稳定性的影响 |
| 4.4.1 均匀环向旋转 |
| 4.4.2 负剪切环向旋转 |
| 4.4.3 正剪切环向旋转 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 平行流对环向旋转等离子体中内扭曲模不稳定性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 包含平行流的MHD模型 |
| 5.3 MARS-F数值计算结果 |
| 5.3.1 均匀平行流对内扭曲模的影响 |
| 5.3.2 抛物型剪切平行流对内扭曲模的影响 |
| 5.3.3 负剪切平行流对内扭曲模的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 二维Grad-Shafranov方程推导 |
| 附录B MHD方程的线性化 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）等离子体中静电波与高能量粒子非线性相互作用的粒子模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 等离子体中的波 |
| 1.1.2 等离子体中的波与粒子相互作用 |
| 1.1.3 波与粒子相互作用的应用及相关研究 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 波与高能量粒子相互作用的实验研究 |
| 1.2.2 波与高能量粒子相互作用的数值模拟 |
| 1.3 本文主要研究思路 |
| 2 波与粒子相互作用的动理学理论及数值方法 |
| 2.1 波捕获粒子及朗道阻尼 |
| 2.2 Bump-on-tail不稳定性和Berk-Breizman模型 |
| 2.3 模式快速扫频及hole-clump结构 |
| 2.4 数值方法 |
| 2.4.1 粒子模拟方法Particle-in-Cell |
| 2.4.2 滤波与耗散模型 |
| 2.4.3 模拟程序的计算流程 |
| 2.4.4 程序的无量纲化 |
| 2.4.5 程序收敛性测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 无耗散系统中的波与粒子共振模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 无耗散系统中的电子空穴 |
| 3.1.2 无耗散系统中的波与粒子共振 |
| 3.2 BOT模型的粒子模拟 |
| 3.3 单波与高能量粒子共振 |
| 3.4 双波与高能量粒子共振 |
| 3.4.1 波振幅与粒子能量演化 |
| 3.4.2 次级相岛形成及相空间粒子捕获 |
| 3.4.3 次级相岛的形成原因 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 扫频现象模拟及耗散对波与粒子相互作用的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 模式快速扫频现象 |
| 4.1.2 hole-clump结构的形成 |
| 4.2 模拟的物理模型 |
| 4.3 单波与高能量粒子共振 |
| 4.3.1 背景阻尼对共振的影响 |
| 4.3.2 速度拖拽对共振的影响 |
| 4.4 多波与高能量粒子共振 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 静电孤立波的激发及其与高能量粒子相互作用数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双流模式下静电孤立波的激发 |
| 5.3 BOT模式下静电孤立波与高能量粒子相互作用 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）中国聚变工程试验堆草型边界局域模运行方案数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 能源问题 |
| 1.1.2 核聚变与托卡马克 |
| 1.1.3 中国聚变工程试验堆 |
| 1.2 磁流体不稳定性及边界局域模 |
| 1.3 托卡马克集成模拟 |
| 1.3.1 集成模拟的概念与意义 |
| 1.3.2 集成模拟在设计中国聚变工程试验堆中的应用 |
| 1.3.3 集成模拟在边界局域模研究中的应用 |
| 1.4 本论文的研究意义与主要内容 |
| 2 边界局域模 |
| 2.1 边界局域模的发现 |
| 2.1.1 低约束模式到高约束模式的转换 |
| 2.1.2 边界局域模的种类 |
| 2.2 边界局域模物理研究 |
| 2.2.1 剥离模 |
| 2.2.2 气球模 |
| 2.2.3 剥离气球模 |
| 2.2.4 剥离气球模边界 |
| 2.3 边界局域模的控制方法 |
| 2.3.1 杂质注气法(impurity gas puffing) |
| 2.3.2 垂直锁频法(vertical kick) |
| 2.3.3 弹丸同步法(pellet pace-making) |
| 2.3.4 共振磁扰动法(RMP) |
| 2.3.5 控制边界局域模的其它方法 |
| 2.4 边界局域模的模拟研究方法 |
| 2.4.1 单粒子轨道法 |
| 2.4.2 动理学描述法 |
| 2.4.3 流体描述法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 CFETR集成模拟流程及磁流体模拟程序 |
| 3.1 CFETR自洽平衡的建立 |
| 3.1.1 EPED台基模拟程序 |
| 3.1.2 芯部-台基耦合系统:Profiles gen |
| 3.1.3 ONETWO-EFIT收敛循环 |
| 3.2 线性理想稳定性计算程序ELITE |
| 3.2.1 ELITE的形式 |
| 3.2.2 数值模拟结果 |
| 3.3 流体数值模拟平台BOUT++ |
| 3.3.1 坐标系 |
| 3.3.2 数值求解 |
| 3.3.3 输入文件 |
| 3.3.4 物理模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CFETR边界局域模特征研究 |
| 4.1 CFETR边界局域模计算多程序基准测试 |
| 4.2 CFETR边界局域模稳定性判据 |
| 4.3 CFETR台基区参数扫描及边界局域模特征 |
| 4.3.1 神经网络方法在CFETR台基物理研究中的尝试 |
| 4.3.2 各基本参数对CFETR台基高度及边界局域模的影响 |
| 4.4 剥离气球模边界及非理想边界局域模特征研究 |
| 4.4.1 CFETR剥离气球模边界 |
| 4.4.2 非理想边界局域模模拟 |
| 4.5 边界局域模非线性模拟基本特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 CFETR草型边界局域模运行方案研究 |
| 5.1 CFETR运行方案的设计考虑 |
| 5.2 线性稳定性分析及准稳态运行参数环境 |
| 5.2.1 台基参数扫描及稳定性边界 |
| 5.2.2 剥离模与气球模主导区域 |
| 5.3 BOUT++三场约化模型非线性模拟研究 |
| 5.3.1 沿着CFETR剥离气球模边界的边界局域模动理特征研究 |
| 5.3.2 CFETR边界局域模运行区间总结 |
| 5.4 DIII-D实验对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结及创新点 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读博士学位期间所取得的学术成果 |
（7）超声分子束和alpha粒子径向输运研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 聚变能与等离子体物理 |
| 1.1.1 磁约束聚变发展历史 |
| 1.1.2 聚变反应 |
| 1.2 托卡马克加料 |
| 1.3 高能粒子输运研究 |
| 1.4 本文的内容 |
| 第2章 超声分子束注入与alpha粒子物理简介 |
| 2.1 超声分子束注入研究 |
| 2.2 alpha粒子物理研究 |
| 2.3 阿尔芬波和NOVA程序简介 |
| 2.3.1 阿尔芬波简介 |
| 2.3.2 NOVA程序简介 |
| 第3章 超声分子束注入径向输运研究 |
| 3.1 超声分子束注入物理 |
| 3.2 数值方法和边界条件 |
| 3.3 程序数值验证 |
| 3.4 超声分子束径向输运过程 |
| 3.5 超声分子束注入速度、温度和分子分解率对加料过程的影响 |
| 3.5.1 恒定超声分子束通量下超声分子束径向动力学特征 |
| 3.5.2 超声分子束注入速度对超声分子束注入加料过程的影响 |
| 3.5.3 超声分子束温度对超声分子束注入加料过程的影响 |
| 3.5.4 降低分子有效分解率对超声分子束注入加料过程的影响 |
| 3.6 超声分子束注入加料模型与ONETWO程序耦合 |
| 3.7 离子径向动量对超声分子束输运影响 |
| 3.8 总结 |
| 第4章 alpha粒子微观湍流输运 |
| 4.1 alpha粒子与氦灰输运 |
| 4.2 ONETWO程序耦合alpha粒子输运模块 |
| 4.3 回旋动理学方法研究alpha粒子输运 |
| 4.4 alpha粒子与背景等离子体自洽演化 |
| 4.5 总结 |
| 第5章 用NOVA程序计算反剪切阿尔芬本征模阻尼 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 反剪切阿尔芬本征模辐射阻尼 |
| 5.3 总结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（8）漂移动理学阻尼和等离子体剪切流对CFETR中电阻壁模影响的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 核聚变简介 |
| 1.2 磁约束装置 |
| 1.2.1 磁镜 |
| 1.2.2 仿星器 |
| 1.2.3 反场箍缩装置 |
| 1.2.4 托卡马克 |
| 1.3 CFETR装置 |
| 1.4 磁流体不稳定性 |
| 1.4.1 腊肠不稳定性 |
| 1.4.2 扭曲不稳定性 |
| 1.4.3 交换不稳定性 |
| 1.4.4 撕裂模不稳定性 |
| 1.5 磁流体不稳定性的研究方法 |
| 1.5.1 简正模法 |
| 1.5.2 能量原理 |
| 1.6 电阻壁模不稳定性 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 2 模型和平衡 |
| 2.1 模型 |
| 2.2 平衡 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 等离子体旋转对电阻壁模的影响 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 数值结果 |
| 3.2.1 CFETR中等离子流对电阻壁模的作用 |
| 3.2.2 三种等离子体剖面对电阻壁模的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 动理学效应对电阻壁模的影响 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究结果 |
| 4.2.1 动理学系数 |
| 4.2.2 动理学效应对电阻壁模的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）托卡马克中高能量粒子驱动的若干不稳定性模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 聚变能 |
| 1.1.1 聚变反应 |
| 1.1.2 磁约束聚变及托卡马克 |
| 1.2 托卡马克等离子体中的高能量粒子 |
| 1.2.1 加热方式 |
| 1.2.2 高能量粒子 |
| 1.3 高能量粒子激发的不稳定性 |
| 1.3.1 高能量粒子激发不稳定性的基本原理 |
| 1.3.2 鱼骨模不稳定性 |
| 1.3.3 阿尔芬本征模不稳定性 |
| 1.4 本论文提纲 |
| 2 物理模型及数值方法 |
| 2.1 M3D-K程序简介及基本模型 |
| 2.1.1 M3D-K程序简介 |
| 2.1.2 M3D/M3D-K程序物理模型 |
| 2.1.3 M3D-K程序中随时演化方程 |
| 2.2 GEM程序简介 |
| 2.2.1 回旋动理学-麦克斯韦方程组 |
| 2.2.2 GEM程序所采用坐标系 |
| 2.2.3 电子流体模型 |
| 2.3 本章总结 |
| 3 托卡马克中弱磁剪切下高模数占主导的高能量粒子模 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 高模数占主导高能量粒子模的线性研究 |
| 3.2.1 初始平衡剖面及相关参数 |
| 3.2.2 高阶谐波线性阶段的物理特征 |
| 3.2.3 高模数占主导高能量粒子模的激发条件 |
| 3.3 高模数占主导的高能量粒子模的非线性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 DⅢ-D托卡马克装置中高能量粒子激发的鱼骨模以及阿尔芬本征模不稳定性模拟研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验结果的模拟分析 |
| 4.2.1 初始平衡与参数设置 |
| 4.2.2 在包含ECCD情况下的线性模拟结果(shot #161403) |
| 4.2.3 在不包含ECCD情况下的线性模拟结果(shot #161401) |
| 4.2.4 阿尔芬本征模的连续谱分析 |
| 4.3 不稳定性区间以及模之间相互转换的模拟分析 |
| 4.3.1 n=1磁流体不稳定性与鱼骨模不稳定性的相互转换 |
| 4.3.2 包括高阶不稳定性在内不稳定性之间相互转换以及稳定区间的分析 |
| 4.4 本章小节 |
| 5 CFETR托卡马克装置中阿尔芬本征模不稳定性的模拟研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 阿尔芬本征模不稳定性激发机制的模拟研究 |
| 5.2.1 参数和平衡 |
| 5.2.2 对不同环向模数不稳定性的模拟研究 |
| 5.2.3 阻尼效应的模拟分析 |
| 5.3 初始平衡和参数对阿尔芬本征模不稳定性的影响 |
| 5.3.1 安全因子剖面对阿尔芬本征模不稳定性的影响 |
| 5.3.2 高能量粒子参数对阿尔芬本征模不稳定性的影响 |
| 5.3.3 背景等离子体温度对阿尔芬本征模不稳定性的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）基于环向等离子体响应的共振磁扰动线圈优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 惯性约束与磁约束聚变 |
| 1.2 磁约束聚变装置 |
| 1.2.1 比压值和安全因子 |
| 1.2.2 磁镜 |
| 1.2.3 箍缩类装置 |
| 1.2.4 仿星器 |
| 1.2.5 托卡马克 |
| 1.3 托卡马克上边缘局域模及其控制方法的简介 |
| 1.3.1 边缘局域模 |
| 1.3.2 边缘局域模控制方法简介 |
| 1.3.3 共振磁扰动 |
| 1.4 共振磁扰动控制边缘局域模的研究进展 |
| 1.4.1 共振磁扰动控制边缘局域模的实验进展 |
| 1.4.2 共振磁扰动控制边缘局域模的理论模拟研究 |
| 1.4.3 等离子体对共振磁扰动响应的介绍 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 2 MARS-F物理模型概述和优化判据的定义 |
| 2.1 MASR-F的物理模型的概述 |
| 2.2 等离子体优化判据的定义 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于等离子体响应判据对ITER上磁扰动线圈几何位形的优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ITER 15MA的平衡和共振磁扰动线圈的几何位形 |
| 3.3 等离子体响应随线圈几何位形变化的模拟结果 |
| 3.3.1 等离子体对n=3上下控制线圈组的响应 |
| 3.3.2 等离子体对n=1-4上下控制线圈组的响应 |
| 3.3.3 等离子体对n=1-4中间扰动线圈组的响应 |
| 3.3.4 等离子体对n=1-4上中下三组扰动线圈的响应 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于环向等离子体响应对EU DEMO上磁扰动线圈的优化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 EU DEMO平衡和边缘局域模控制线圈结构 |
| 4.3 EU DEMO上控制线圈的计算结果和讨论 |
| 4.3.1 控制线圈几何位形和电流相位的选择 |
| 4.3.2 等离子体环向流对等离子体响应的影响 |
| 4.3.3 双壁内外控制线圈产生径向扰动场之间的匹配 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 EU DEMO上边缘局域模控制线圈的电流阈值和故障分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 EU DEMO上真空壁窗口的位形 |
| 5.3 EU DEMO上控制线圈电流阈值和故障分析的计算结果 |
| 5.3.1 实现边缘局域模控制所需的最小线圈电流 |
| 5.3.2 真空壁窗口对线圈几何位形的限制 |
| 5.3.3 边缘局域模控制线圈潜在故障的模拟计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、高能飞行粒子对托卡马克中内扭曲模的稳定效应（论文参考文献）
- [1]EAST托卡马克上边界和台基结构的实验研究[D]. 叶凯萱. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]托卡马克中离子鱼骨模和反剪切阿尔芬本征模混杂模拟研究[D]. 杨耀荣. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]利用电荷交换复合光谱诊断对EAST上径向电场对于输运影响的实验研究[D]. 江堤. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [4]托卡马克中等离子体电阻和等离子体流对内扭曲模影响的数值研究[D]. 武婷婷. 大连理工大学, 2020
- [5]等离子体中静电波与高能量粒子非线性相互作用的粒子模拟研究[D]. 李书翰. 大连理工大学, 2020(07)
- [6]中国聚变工程试验堆草型边界局域模运行方案数值模拟研究[D]. 朱毅仁. 华中科技大学, 2020(01)
- [7]超声分子束和alpha粒子径向输运研究[D]. 王亚辉. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]漂移动理学阻尼和等离子体剪切流对CFETR中电阻壁模影响的数值研究[D]. 房玉. 大连理工大学, 2020(02)
- [9]托卡马克中高能量粒子驱动的若干不稳定性模拟研究[D]. 任珍珍. 大连理工大学, 2019(06)
- [10]基于环向等离子体响应的共振磁扰动线圈优化[D]. 周利娜. 大连理工大学, 2019(01)