【摘要】：在等離子體物理學(xué)的發(fā)展過程中,波與等離子體的相互作用,始終為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文圍繞“波與等離子體相互作用”這個中心命題,開展了電磁波、電子回旋波、漂移波等與等離子體相互作用的研究,論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)有:1、建立了更加接近實(shí)驗(yàn)狀態(tài)的束-等離子體系統(tǒng)的物理模型,通過對束-等離子體系統(tǒng)中電磁波與等離子體的相互作用進(jìn)行粒子模擬,發(fā)現(xiàn):在束-等離子體系統(tǒng)中不僅可以觀測到自聚焦現(xiàn)象,而且可以觀測到電子束電子的橫向振蕩和縱向振蕩;在低電子束密度、高等離子體密度的條件下,束-等離子體系統(tǒng)中可以激發(fā)太赫茲頻段的電磁輻射。2、采用“場匹配”法理論推導(dǎo)了束-等離子體系統(tǒng)的“冷”色散關(guān)系,通過求解色散方程分析得到了束-等離子體系統(tǒng)中電磁波與等離子體相互作用的物理機(jī)制。研究表明:束-等離子體系統(tǒng)中存在的電磁波與等離子體相互作用的模式為混合模式;在低電子束密度、高等離子體密度的條件下,束-等離子體系統(tǒng)的輻射機(jī)制為慢波輻射。3、基于電磁波與等離子體相互作用的束-等離子體系統(tǒng),提出了類等離子體光子晶體的概念。采用與第二章相同的模擬參數(shù),真空-等離子體-真空型類等離子體光子晶體,同樣可以激發(fā)頻率為0.9035 THz的電磁輻射,電子效率高達(dá)10.5%。4、從數(shù)值計(jì)算和HL-2A實(shí)驗(yàn)兩方面研究了等離子體極向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動場,即極向電場,研究發(fā)現(xiàn):數(shù)值計(jì)算得到的極向電場與HL-2A的實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果相吻合。最后,通過數(shù)值計(jì)算得到了電子回旋波注入等離子體后等離子體極向旋轉(zhuǎn)速度隨時(shí)間的變化情況。5、利用回旋動力學(xué)代碼模擬計(jì)算了漂移波與等離子體輸運(yùn)。對于線性模擬,通過JET實(shí)驗(yàn)的平衡位型和磁場位型,模擬計(jì)算了臺基區(qū)粒子的新經(jīng)典輸運(yùn)情況,并得到了臺基區(qū)的徑向電場和E?B漂移的剪切頻率。而對于非線性模擬,通過AUG實(shí)驗(yàn)的平衡位型和磁場位型,模擬計(jì)算了臺基區(qū)的湍流輸運(yùn)情況,結(jié)果得到了平穩(wěn)的湍流圖像,并通過收斂性測試,證明了模擬結(jié)果的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O53
【圖文】：

紀(jì)九十年代開始，國外的高校及研究機(jī)構(gòu)，比如美國的馬分校、莫斯科普通物理研究所、烏克蘭技術(shù)物理研究所等離子體系統(tǒng)的早期研究。對于國內(nèi)的高校及研究機(jī)構(gòu)，電中國科學(xué)院等也相繼開展了一系列關(guān)于束-等離子體系統(tǒng)的，四川大學(xué)從理論上深入研究了束-等離子體系統(tǒng)。四川大提出了極為理想的束-等離子體系統(tǒng)的模型[17]，即等離子體上述模型，利用小量近似的方法，推導(dǎo)出關(guān)于均勻等離子統(tǒng)的色散方程：2 22 2 2 2 2020( )(( ) )B ppk c k 2 2 22 2 202 20 0 0( )( ) 0( )p p BBck ckcr c k 色散方程，可知在束-等離子體系統(tǒng)中，存在快等離子體波電磁波和反向電磁波。

第一章 緒論等離子體系統(tǒng)的電磁不穩(wěn)定性區(qū)域。上圖的灰色區(qū)域即為束射可能被激發(fā)的區(qū)域。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，該區(qū)域中快等離相同的相速度，可達(dá)到同步條件并相互耦合，激發(fā)電磁輻研究的基礎(chǔ)上，蘇東博士繼續(xù)通過改變電流至超過空間電束-等離子體系統(tǒng)的虛陰極振蕩[17]。虛陰極振蕩的物理過程機(jī)制對電子束進(jìn)行聚焦，在聚焦點(diǎn)的位置，空間電荷極限間電荷極限電流一旦減小到低于電子束電流，將會引起電子成如圖 1-2 所示的虛陰極振蕩。蘇東博士通過對虛陰極振蕩束-等離子體系統(tǒng)形成虛陰極后，該系統(tǒng)的不穩(wěn)定性將來源離子體波的相互作用。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 吳大俊;王曉潔;徐e醵

本文編號：2721339