【摘要】：在當前托卡馬克的實驗中,邊界局域模是在高約束模式放電下出現(xiàn)的一種磁流體不穩(wěn)定性。共振磁擾動作為邊界局域�？刂频闹饕侄�,其控制機制尚不清晰。共振磁擾動對磁場拓撲結(jié)構(gòu)改變被認為是控制機制中的重要因素。本文基于EAST裝置,在共振磁場擾動控制邊界局域模的實驗中,靶板粒子負荷的三維分布特征以及對電子熱輸運的增強都驗證了磁場拓撲結(jié)構(gòu)的改變,為進一步理解拓撲結(jié)構(gòu)改變在邊界局域模的控制機制中的作用打下基礎(chǔ)。通過混合模數(shù)的共振磁擾動對靶板上的粒子負荷影響的研究,驗證了磁場拓撲結(jié)構(gòu)的改變,并通過旋轉(zhuǎn)其中n=2的分量實現(xiàn)對靶板粒子流的動態(tài)控制,與模擬計算結(jié)果符合較好。在施加擾動場后,觀察到離子飽和流的打擊點分裂和三維分布現(xiàn)象。通過旋轉(zhuǎn)其中環(huán)向模數(shù)為n=2的分量,實現(xiàn)了對第二打擊點處靶板粒子流的在靶板的動態(tài)控制,這將有助于在控制靶板處的局域的功率沉積。實驗結(jié)果與利用磁力線追蹤程序TOP2D給出的真空場靶板磁足跡分布有很好的一致性。實驗中還觀察到,當共振磁擾動邊界局域模沒有完全抑制的情況下,每一次邊界局域模爆發(fā)產(chǎn)生的粒子流脈沖會同時出現(xiàn)在主打擊點和因磁擾動產(chǎn)生的次打擊點的位置,表明邊界局域模的產(chǎn)生的瞬態(tài)熱流粒子流與三維磁場作用下的邊界磁場拓撲結(jié)構(gòu)具有一定的耦合關(guān)系。在實現(xiàn)了對邊界局域模的緩解效果下,首次用邊界局域模爆發(fā)帶來的電子溫度崩塌作為微小擾動的方法進行了熱輸運分析,結(jié)果顯示共振磁擾動增強了等離子體邊界處的熱輸運。首先針對電子溫度擾動在徑向傳播的時間延遲進行分析,發(fā)現(xiàn)該過程不受RMP的影響,且傳播速度不具有熱輸運的特征,考慮該過程可能為邊界局域模自身的影響。通過對電子熱平衡方程的簡化和求解,分析了電子溫度崩塌后的恢復過程,分析并利用恢復的特征時間來表征輸運特征時間。結(jié)果表明,在邊界區(qū)域處,RMP投入期間,輸運特征時間明顯變短,電子熱輸運增強。輸運系數(shù)的增強隨徑向向外而增大,在邊界可以達到3倍。靶板粒子負荷的三維分布特征以及對電子熱輸運的增強反映了邊界拓撲結(jié)構(gòu)的改變,為進一步開展邊界局域模控制機制的研究打下基礎(chǔ),也在工程上為靶板上功率沉積的控制提供了潛在的可行方案。
【圖文】：

中垂直Z方向的陰

圖 1 平衡磁面示意圖[26]構(gòu)成的坐標系稱為實驗坐標系，對于二維平為等離子體磁面的極向截面。平衡磁場的結(jié)衡反演程序，如 EFIT[27]，給出。通過控制極現(xiàn)偏濾器位形，也是當前托卡馬克中主要雙零位形(Double Null，，DN)，上單零(Uppergle Null，LSN)等多種靈活的放電位形，如圖
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TL631.24

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本文編號：2680072