【摘要】：本文基于回旋動(dòng)理學(xué)方程,利用升級(jí)的HD7程序,通過計(jì)算模擬,研究了雜質(zhì)存在時(shí)托卡馬克中短波長(zhǎng)TEM模(SWTEM)和短波長(zhǎng)ITG模(SWITG)的存在狀況。模擬結(jié)果表明,當(dāng)不考慮托克馬克中的捕獲電子效應(yīng)時(shí),對(duì)于SWITG模,雜質(zhì)離子密度梯度剖面向內(nèi)(L_(ez)0)時(shí),雜質(zhì)離子對(duì)SWITG模的增長(zhǎng)率有抑制作用,L_(ez)越大,抑制效果越好,SWITG模所需要的激發(fā)閾值越高。且其抑制效果隨雜質(zhì)的濃度以及雜質(zhì)的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)的增加而變強(qiáng)。而雜質(zhì)離子密度梯度剖面向外(L_(ez)0)時(shí),若雜質(zhì)離子的份額?z較小,則雜質(zhì)離子會(huì)對(duì)SWITG模產(chǎn)生不穩(wěn)定影響,且L_(ez)絕對(duì)值越大,不穩(wěn)定效應(yīng)越強(qiáng),SWITG模所需要的激發(fā)閾值越小。且其不穩(wěn)定效應(yīng)隨雜質(zhì)的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)的增加而變強(qiáng)。而當(dāng)雜質(zhì)離子的份額?_z到達(dá)某一較大值時(shí),密度梯度剖面向外的雜質(zhì)離子反而會(huì)抑制SWITG模。當(dāng)不考慮離子溫度梯度時(shí),對(duì)于SWTEM模,雜質(zhì)離子的存在始終抑制著SWTEM模的增長(zhǎng)。且其抑制效果隨雜質(zhì)離子的濃度以及雜質(zhì)離子的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)的增加而變的更強(qiáng)。當(dāng)同時(shí)考慮離子溫度梯度與捕獲電子效應(yīng)時(shí),SWITG與SWTEM模的存在情況分為耦合和共存兩種。捕獲電子份額與捕獲電子溫度梯度較低時(shí),SWITG模與SWTEM將產(chǎn)生強(qiáng)烈的耦合,我們稱之為SWTE-ITG模,此時(shí),若離子溫度梯度較小(η_i5.0),則雜質(zhì)離子對(duì)SWTE-ITG模始終有穩(wěn)定作用。而離子溫度梯度較大時(shí),雜質(zhì)離子密度梯度剖面向內(nèi)(外)對(duì)SWTE-ITG模有穩(wěn)定(不穩(wěn)定)效果。且雜質(zhì)離子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)越大,其穩(wěn)定或者不穩(wěn)定的效應(yīng)越強(qiáng)。當(dāng)離子溫度梯度較大時(shí),SWTE-ITG模的結(jié)果與SWITG模相似。當(dāng)捕獲電子份額與捕獲電子溫度梯度適中或較大時(shí),SWITG模SWTEM模共存,結(jié)果表明,雜質(zhì)離子對(duì)共存狀態(tài)下的SWITG模與SWTEM模的影響與單獨(dú)考慮短波長(zhǎng)捕獲電子模與短波長(zhǎng)離子溫度梯度模雜質(zhì)離子帶來的影響所得結(jié)果相似。所以,我們可以認(rèn)為,共存狀態(tài)下的SWTEM模與SWITG模幾乎互不影響。以上這些結(jié)果對(duì)于實(shí)驗(yàn)上抑制微觀不穩(wěn)定性的短波長(zhǎng)漂移波模有著重要的意義。
【圖文】：

不考慮捕獲電子效應(yīng)，設(shè)定 HD7 代情況下，磁剪切 s =1.5，電子溫度梯度的溫度比 =1.0iτ ，環(huán)效應(yīng)的取值取決=0.1nε ，雜質(zhì)離子份額 =0.1zf 。eiL 與算得出。通過計(jì)算模擬得到以下的結(jié)果3.2.1 Lez對(duì) SWITG 模的影響本小節(jié)研究了雜質(zhì)離子的特征梯度子作為雜質(zhì)離子，模擬了在不同雜質(zhì)特征變化情況，并得到以下結(jié)果：0.4f=0.1,lez=-2f=0.1,lez=-1f=0（a）

圖 4.1 不同的雜質(zhì)密度梯度 Lez下 SWTE-ITG 模的歸一化增長(zhǎng)率與實(shí)頻隨離子溫度梯度ηi的變化。以完全離子化的碳離子（C+6）為雜質(zhì)離子。其他參數(shù)設(shè)定為：ε=0.1，εn=0.1，ηe=0.0本章討論了不同的雜質(zhì)密度梯度 Lez下耦合的模（SWTE-ITG 模）的歸一化增長(zhǎng)率與實(shí)頻隨離子溫度梯度ηi的變化。其他參數(shù)的設(shè)置為捕獲電子份額 ε=0.1，環(huán)效應(yīng) εn=0.1，捕獲電子溫度梯度ηe=0.0。Lez>0 意味著雜質(zhì)離子的密度梯度剖面向內(nèi)，并與電子密度梯度剖面相同。Lez<0 意味著雜質(zhì)離子的密度梯度剖面向外，，并與離子密度梯度剖面相同。f=0 表示不考慮雜質(zhì)離子。如上圖（a）所示，離子溫度梯度ηi<0.5 時(shí)，雜質(zhì)離子對(duì) SWTE-ITG 模始終具有穩(wěn)定效應(yīng)。且這些模在 1.0iη =附近增長(zhǎng)率都會(huì)達(dá)到最小值，即最穩(wěn)定的狀態(tài)。在離子溫度梯度大于 1的區(qū)域，SWTE-ITG 模的增長(zhǎng)率隨ηi的增加而增加。雜質(zhì)密度梯度 Lez>0 時(shí)，雜質(zhì)離子對(duì) SWTE-ITG 模有明顯地穩(wěn)定作用。且 Lez的值越大，他的穩(wěn)定效果越好。Lez=2時(shí)，SWTE-ITG 模將在 1.3iη =的位置完全被抑制。這一結(jié)果可以由準(zhǔn)中性條件
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TL631.24

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 彭曉東;磁化等離子體中的微觀不穩(wěn)定性及湍流理論研究[D];核工業(yè)西南物理研究院;2002年

2 高U

本文編號(hào)：2707371