托卡馬克等離子體撕裂模和誤差場滲透的雙流體模擬研究
發(fā)布時間:2021-05-09 17:15
先進(jìn)托卡馬克的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行通常伴隨著高份額的自舉電流和中空的電流分布,如中國聚變工程試驗(yàn)堆(CFETR)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行設(shè)想中的自舉電流約占總電流的80%到90%,且芯部存在強(qiáng)反磁剪切。雖然高份額的自舉電流為完全非感應(yīng)運(yùn)行方案提供了可能,但具有高份額自舉電流的反磁剪切運(yùn)行位形很容易觸發(fā)新經(jīng)典雙撕裂模不穩(wěn)定性。撕裂模不穩(wěn)定性的增長會觸發(fā)磁重聯(lián),從而形成磁島結(jié)構(gòu)。這將會降低能量的約束水平,嚴(yán)重時會導(dǎo)致破裂甚至損壞聚變裝置。除此之外,實(shí)驗(yàn)上的誤差場滲透也會激發(fā)撕裂模不穩(wěn)定性,并且會加速磁島的增長。在高溫等離子體研究中,研究漂移撕裂模的雙流體方程要比單流體方程更加精確。因此,本論文采用四場雙流體模型,數(shù)值研究了托卡馬克等離子體中的漂移撕裂模及雙撕裂模不穩(wěn)定性。重點(diǎn)研究了反磁剪切位形下抗磁漂移流對撕裂模爆發(fā)性的影響,電子抗磁漂移速度對新經(jīng)典雙撕裂模的抑制,并結(jié)合EAST托卡馬克實(shí)驗(yàn)給出了誤差場滲透下的密度定標(biāo)。論文的主要部分安排如下:第一章,簡要概述了聚變能,磁約束等離子體物理基礎(chǔ)和磁流體不穩(wěn)定性。第二章,通過簡化的雙流體方程,數(shù)值研究了由雙撕裂模引發(fā)的快速磁場重聯(lián)現(xiàn)象。數(shù)值結(jié)果表明抗磁漂移流在雙撕裂模的盧...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 能源的消耗與尋求新能源
1.2 聚變能的開發(fā)
1.2.1 勞森判據(jù)
1.2.2 磁約束聚變
1.3 磁約束等離子體物理基礎(chǔ)
1.3.1 單粒子運(yùn)動理論
1.3.2 磁流體方程組
1.3.3 動理學(xué)描述
1.4 磁流體不穩(wěn)定性
1.4.1 撕裂模不穩(wěn)定性
1.4.2 自舉電流和新經(jīng)典撕裂模
1.4.3 誤差場滲透
1.5 本論文的研究工作
2 反磁剪切位形下抗磁性漂移對撕裂模爆發(fā)現(xiàn)象的影響
2.1 研究背景
2.2 模型方程
2.3 數(shù)值結(jié)果
2.3.1 抗磁漂移對雙撕裂模演化的影響
2.3.2 臨界抗磁漂移流和等離子體參數(shù)的依賴關(guān)系
2.4 本章小結(jié)
3 抗磁性漂移流對新經(jīng)典雙撕裂摸爆發(fā)現(xiàn)象的影響
3.1 研究背景
3.2 模型方程
3.3 數(shù)值結(jié)果
3.3.1 自舉電流激發(fā)的雙撕裂模爆發(fā)現(xiàn)象
3.3.2 抗磁性漂移流對新經(jīng)典撕裂模演化的影響
3.4 本章小結(jié)
4 誤差場滲透下密度定標(biāo)的實(shí)驗(yàn)分析和數(shù)值模擬研究
4.1 研究背景
4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.2.1 EAST裝置中RMP系統(tǒng)簡介
4.2.2 誤差場滲透實(shí)驗(yàn)和理論分析
4.3 模擬結(jié)果
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]托卡馬克中誤差場鎖,F(xiàn)象的若干問題研究[D]. 王輝輝.大連理工大學(xué) 2013
本文編號:3177704
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 能源的消耗與尋求新能源
1.2 聚變能的開發(fā)
1.2.1 勞森判據(jù)
1.2.2 磁約束聚變
1.3 磁約束等離子體物理基礎(chǔ)
1.3.1 單粒子運(yùn)動理論
1.3.2 磁流體方程組
1.3.3 動理學(xué)描述
1.4 磁流體不穩(wěn)定性
1.4.1 撕裂模不穩(wěn)定性
1.4.2 自舉電流和新經(jīng)典撕裂模
1.4.3 誤差場滲透
1.5 本論文的研究工作
2 反磁剪切位形下抗磁性漂移對撕裂模爆發(fā)現(xiàn)象的影響
2.1 研究背景
2.2 模型方程
2.3 數(shù)值結(jié)果
2.3.1 抗磁漂移對雙撕裂模演化的影響
2.3.2 臨界抗磁漂移流和等離子體參數(shù)的依賴關(guān)系
2.4 本章小結(jié)
3 抗磁性漂移流對新經(jīng)典雙撕裂摸爆發(fā)現(xiàn)象的影響
3.1 研究背景
3.2 模型方程
3.3 數(shù)值結(jié)果
3.3.1 自舉電流激發(fā)的雙撕裂模爆發(fā)現(xiàn)象
3.3.2 抗磁性漂移流對新經(jīng)典撕裂模演化的影響
3.4 本章小結(jié)
4 誤差場滲透下密度定標(biāo)的實(shí)驗(yàn)分析和數(shù)值模擬研究
4.1 研究背景
4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.2.1 EAST裝置中RMP系統(tǒng)簡介
4.2.2 誤差場滲透實(shí)驗(yàn)和理論分析
4.3 模擬結(jié)果
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]托卡馬克中誤差場鎖,F(xiàn)象的若干問題研究[D]. 王輝輝.大連理工大學(xué) 2013
本文編號:3177704
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