在EAST中n=4的共振磁擾動下觀察到明顯的等離子體旋轉制動效應,其分布具有全局性,且峰值靠近等離子體中心。利用模擬得到的新經典環(huán)向粘滯（NTV）力矩來反演等離子體環(huán)向角速度的變化,結果表明在大部分徑向區(qū)域與實驗測量的速度變化符合得較好,量值上相差約1～2倍。 

【文章來源】：核聚變與等離子體物理. 2020,40(04)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

#80654中等離子體主要特征漂移角頻率的對比

制動295利用最近升級的NTVTOK程序[17]進行NTV力矩的模擬，并以此來反演出旋轉速度的變化分布，然后與實驗結果進行對比，來定量地說明NTV理論在解釋磁制動效應中的有效性。2實驗分析EAST中的RMP線圈系統(tǒng)主要用于對ELM進行主動控制[18]，它可實現環(huán)向模數n=1~4的靜態(tài)場和n=1~3的旋轉常最近發(fā)現n=4的靜態(tài)場下ELM也能得到很好的緩解，并出現明顯的旋轉制動。對該情形下的典型放電(#80654)進行分析。該次放電以約2MW的中性束注入(NBI)和1MW的低雜波作為輔助加熱手段，在RMP投入期間加熱功率保持圖1EAST放電#80654主要等離子體參數的演化a——電子弦平均密度和等離子體儲能；b——各徑向位置處的離子溫度；c——各徑向位置處的環(huán)向角速度(ρ=0.1處的值已乘以一個系數以便于與接近邊緣的演化來比較)；d——RMP電流和等離子體電流。陰影部分表示RMP投入時期。恒定。RMP電流為2.5kA，在4s時打開，6.5s時關斷，并在此期間電流強度以及上下線圈陣列電流的相位差基本保持恒定。在RMP投入期間以及前后的一段時間內等離子體中主要參數的演化如圖1所示。在此期間等離子體電流從500kA略微下降到470kA，q95值保持在3.7左右，βN≈1.3。從主要的動理學參數演化中可知，這一次放電實驗在RMP投入期間，發(fā)生了明顯的等離子體旋轉制動，并伴隨有密度排出和儲能改變，以及芯部離子溫度的變化。選取RMP關斷前后旋轉達到穩(wěn)態(tài)的兩個參考時刻點6.34s和6.89s進行分析，等離子體旋轉速度和離子溫度以及在這兩個時刻之間的差值徑向分布如圖2所示。結果顯示，在RMP投入前后，環(huán)向旋轉的變化具有全局性，而離子溫度在大部分區(qū)域基本不變，但在等離子體中心附近變化很大。由于等離子體中心區(qū)域環(huán)向旋轉的明顯變化可能受?

296核聚變與等離子體物理第40卷的對比來預測#80654放電中NTV力矩主要來自哪些共振區(qū)間的貢獻，如圖3所示。圖3中各角頻率的物理意義及對應的碰撞區(qū)間可參考文獻[20]�？梢妼τ陔x子，在芯部靠外的位置(ρ≈0.5~0.8)有ωb≈∣qωE∣，其中ωb為反彈漂移頻率，ωE為電漂移頻率，即存在非常明顯的反彈漂移共振效應，對NTV力矩可能有較大貢獻，與EAST中以往低環(huán)向模數磁擾動中的結果類似[15]。另外靠近等離子體邊緣處，出現電漂移頻率ωE比磁漂移頻率ωB0略小的狹窄區(qū)間，即qωE≤ωB0，在這個位置出現共振的超香蕉平臺碰撞區(qū)間，對NTV也會有很大貢獻。因此，可以預見這一次放電中的NTV力矩主要由離子的反彈漂移共振和環(huán)向進動共振所貢獻，在相應的共振位置NTV會得到增強。圖2#80654中RMP電流關斷前后6.34s、6.89s的等離子體環(huán)向旋轉角速度(a)和離子溫度(b)分布及兩時刻點間的差值分布圖3#80654中等離子體主要特征漂移角頻率的對比利用NTVTOK程序模擬出的NTV力矩密度分布如圖4所示。圖4#80654中的電子NTV力矩(藍色虛線)和總NTV力矩分布(黑色實線)可見在n=4的RMP中由離子反彈漂移貢獻的NTV力矩TNTV在芯部靠外的徑向位置附近


本文編號：3219004