【摘要】：撕裂模不穩(wěn)定性是托卡馬克放電實(shí)驗(yàn)中常見的磁流體不穩(wěn)定性,它不僅會(huì)導(dǎo)致等離子體約束變差,也有可能促發(fā)等離子體的大破裂,因此進(jìn)行抑制撕裂模不穩(wěn)定性的研究對(duì)這類磁約束核聚變裝置的長期穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。等離子體電流調(diào)制是近年來提出的一種抑制撕裂模不穩(wěn)定性的方案,其實(shí)現(xiàn)方法是通過調(diào)制歐姆加熱場(chǎng)電源在等離子體平衡電流上感應(yīng)一個(gè)交流的擾動(dòng)電流,形成動(dòng)態(tài)的共振磁面,從而達(dá)到抑制撕裂模的效果。為了更好地理解等離子體電流調(diào)制抑制撕裂模不穩(wěn)定性的作用機(jī)制,本文利用J-TEXT托卡馬克裝置開展了相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究和一系列的物理實(shí)驗(yàn)研究,在實(shí)驗(yàn)上成功地利用等離子體電流調(diào)制手段完全抑制撕裂模不穩(wěn)定性,并且獲得了有效抑制撕裂模的調(diào)制參數(shù)區(qū)間。通過對(duì)撕裂模不穩(wěn)定性的基本理論和物理模型的深入調(diào)研和學(xué)習(xí),利用磁流體力學(xué)方法分析了等離子體電流調(diào)制抑制撕裂模的理論模型,相關(guān)數(shù)值分析結(jié)果顯示當(dāng)有理面振蕩寬度大于磁島寬度且超過撕裂層寬度時(shí),能夠很好地抑制線性撕裂模。為了驗(yàn)證理論數(shù)值模擬結(jié)果及更高效地通過電流調(diào)制抑制撕裂模,在J-TEXT托卡馬克裝置上開展了一系列具有對(duì)比性的實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)表明電流調(diào)制抑制撕裂摸的效果與調(diào)制電流的幅值和頻率具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,調(diào)制頻率相同時(shí),調(diào)制幅度超過一定閾值才能完全抑制撕裂模;調(diào)制幅度相同時(shí),頻率較高時(shí)抑制效果不顯著;不同的調(diào)制波形以及等離子體的安全因子對(duì)調(diào)制效果也會(huì)有一定的影響。最后通過實(shí)驗(yàn)研究,證實(shí)在電流調(diào)制過程中,電流調(diào)制引起的位移振蕩對(duì)撕裂模的影響可忽略,表明電流調(diào)制抑制撕裂模不穩(wěn)定性的機(jī)理還有待探索。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL631.24

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2617867