高約束（H）模是1982年在德國ASDEX托卡馬克上首次發(fā)現(xiàn)的一種改善約束的等離子體放電狀態(tài)。H模期間,在邊緣等離子體區(qū)會自發(fā)形成邊緣輸運壘（ETB）。在ETB區(qū)內(nèi)由于湍流及其驅(qū)動的輸運被抑制了,形成了陡峭的壓強梯度區(qū),使總體的等離子體約束得到了改善。因此研究L-H模的轉(zhuǎn)換機制對于降低L-H模的轉(zhuǎn)換閾值功率具有十分現(xiàn)實的意義。理論和實驗研究表明流剪切WE×B在L-H模轉(zhuǎn)換過程中扮演十分重要的角色。流剪切主要由平衡流和帶狀流貢獻。其中帶狀流是一種極向和環(huán)向?qū)ΨQ的靜電漲落結(jié)構(gòu),分為低頻帶狀流以及測地聲模兩種。實驗和理論表明帶狀流主要是從湍流得到能量,并反過來能夠抑制湍流所導(dǎo)致的反常輸運。本論文研究工作主要圍繞著帶狀流的激發(fā)、傳播、與背景湍流的相互作用關(guān)系以及它在L-H模轉(zhuǎn)換過程中可能的作用機制等物理內(nèi)容展開的。主要的研究結(jié)果概述如下：1)在HL-2A上,我們利用邊界探針陣列觀察到測地聲模的漲落幅度在時序上呈現(xiàn)出一種隨機的陣發(fā)特性。利用這一陣發(fā)特性,我們將等離子體放電時序分成GAM強和GAM弱兩種情況,并統(tǒng)計了這兩種情況下反常徑向粒子輸運通量Tr的變化特征。實驗結(jié)果表明,反常粒子輸運主要是由... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：博士

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摘要
Abstract
目錄
第一章 帶狀流研究及其在L-H轉(zhuǎn)換機制中的作用
    1.1 從勞遜判據(jù)到帶狀流
        1.1.1 H模的基本特征
        1.1.2 徑向電場在觸發(fā)L-H模轉(zhuǎn)換過程中的作用
    1.2 帶狀流與漂移波湍流的自調(diào)節(jié)系統(tǒng)
        1.2.1 帶狀流的基本特征
        1.2.2 動理學(xué)測地聲模的基本特征
        1.2.3 帶狀流阻尼機制
        1.2.4 帶狀流與漂移波湍流的相互作用關(guān)系
    1.3 I-phase研究簡介以及帶狀流可能的作用機制
        1.3.1 多捕獵者-獵物模型
        1.3.2 I-phase的實驗結(jié)果評述
    1.4 本章小結(jié)
第二章 湍流數(shù)字信號處理技術(shù)
    2.1 時頻變換
        2.1.1 傅里葉變換
        2.1.2 短時傅里葉變換
        2.1.3 希爾伯特-黃變換
    2.2 波數(shù)頻率譜技術(shù)
        2.2.1 連續(xù)譜分析技術(shù)與波數(shù)頻率譜
        2.2.2 兩點法估算波數(shù)頻率譜
    2.3 雙譜分析技術(shù)
        2.3.1 基于傅里葉變換的雙譜分析
        2.3.2 基于希爾伯特-黃變換的雙譜分析技術(shù)
    2.4 包絡(luò)分析及幅度相關(guān)法
        2.4.1 幅度調(diào)制和相位調(diào)制
        2.4.2 幅度相關(guān)（Amplitude Correlation）
第三章 實驗平臺及探針系統(tǒng)
    3.1 實驗平臺介紹
        3.1.1 中國環(huán)流器2號A裝置（HL-2A）
        3.1.2 合肥超環(huán)（HT-7）
    3.2 探針診斷原理
        3.2.1 I-V特性曲線及單探針原理
        3.2.2 探針診斷原理
        3.2.3 GAM誘發(fā)密度漲落的測量
        3.2.4 三探針及漲落量的測量
        3.2.5 四探針及徑向輸運通量的計算
    3.3 本章小結(jié)
第四章 測地聲模的頻譜、阻尼、傳播及剪切特性的實驗研究
    4.1 測地聲模的基本譜特征
        4.1.1 測地聲模的靜電漲落模特征
        4.1.2 測地聲模的磁漲落譜特征
        4.1.3 測地聲模誘發(fā)的密度漲落譜特征
    4.2 KGAM的發(fā)現(xiàn)及KGAM之間的非線性耦合特征
        4.2.1 GAM的碰撞阻尼
        4.2.2 雙GAM的三維譜特征
        4.2.3 KGAM的判定及其基本特征
        4.2.4 KGAM之間的非線性耦合特征
        4.2.5 KGAM自相互作用時的能流
    4.3 GAM對徑向粒子輸運通量的影響
        4.3.1 GAM的陣發(fā)特性
        4.3.2 GAM對背景湍流的剪切作用特征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 帶狀流在L-H模轉(zhuǎn)換過程中作用機制的實驗研究
    5.1 ECRH加熱前后邊界湍流的演化特征
        5.1.1 ECRH注入后帶狀流的功率譜及徑向結(jié)構(gòu)特征
        5.1.2 雜質(zhì)對測地聲模頻率的影響
        5.1.3 ECRH加熱對帶狀流漲落功率的影響
        5.1.4 ECRH加熱對帶狀流三波耦合的影響
        5.1.5 ECRH加熱實驗小結(jié)
    5.2 I-L模轉(zhuǎn)換過程邊界湍流的演化特征
        5.2.1 實驗安排
        5.2.2 I-phase期間的放電波形圖
        5.2.3 I-phase振蕩的基本模特征
        5.2.4 L-I模及I-L模轉(zhuǎn)換過程的實驗研究
        5.2.5 LCO與背景湍流的相互作用
        5.2.6 討論：LCO振蕩=低頻帶狀流?
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和會議報告
致謝


【參考文獻】：
博士論文
[1]托卡馬克等離子體中測地聲模的理論研究[D]. 仇志勇.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]托卡馬克邊緣等離子體中測地聲模帶狀流的實驗研究[D]. 蘭濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008



本文編號：3102761