在托卡馬克等離子體中,具有全域結(jié)構(gòu)的外扭曲模可以輕易地在宏觀上迫使等離子體柱扭曲碰壁,從而迅速導(dǎo)致大破裂的產(chǎn)生,因此,外扭曲模成為托卡馬克裝置中最危險(xiǎn)的磁流體不穩(wěn)定模式之一。另外,外扭曲模還極大地限制著裝置的等離子體比壓。幸運(yùn)的是,在等離子體外側(cè)包圍一層理想導(dǎo)體壁后,導(dǎo)體壁上感應(yīng)出的感應(yīng)電流可以將外扭曲模完全穩(wěn)定住,從而提高裝置的等離子體比壓。然而,實(shí)際的導(dǎo)體壁上都帶有有限電阻,該電阻將導(dǎo)致在導(dǎo)體壁上的感應(yīng)電流滯后并耗散,因此不能將外扭曲模完全穩(wěn)定住,形成一種新的增長率較低的不穩(wěn)定模式,稱為電阻壁模。當(dāng)裝置的放電時(shí)間超過擾動量在電阻壁內(nèi)的擴(kuò)散時(shí)間后,電阻壁模仍然可以增長起來并最終導(dǎo)致大破裂。對于大尺度的托卡馬克裝置（例如：ITER裝置）來說,要實(shí)現(xiàn)高收益的長時(shí)間放電,如何穩(wěn)定電阻壁模是研究工作者不得不面對和解決的問題。目前的研究表明,穩(wěn)定電阻壁模的方法主要有兩種。其一,當(dāng)?shù)入x子體具有一定粘滯時(shí),等離子體與電阻壁的相對旋轉(zhuǎn)可以將電阻壁模穩(wěn)定住。但是,目前實(shí)驗(yàn)上觀測到的臨界穩(wěn)定速度明顯要低于理論計(jì)算得到的預(yù)測值。另外,這種使電阻壁模穩(wěn)定的耗散機(jī)制仍然需要進(jìn)一步研究。另一種方法是在裝置中引入... 

【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)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
CONTENTS
圖表目錄
1 緒論
    1.1 核聚變能源與托卡馬克裝置
    1.2 磁流體不穩(wěn)定性
        1.2.1 裝置的比壓極限與外扭曲模
        1.2.2 先進(jìn)托卡馬克裝置
        1.2.3 電阻壁模及其穩(wěn)定方法
    1.3 等離子體流與電阻壁模
    1.4 自動反饋控制與電阻壁模
        1.4.1 自動反饋控制簡介
        1.4.2 自動反饋控制與電阻壁模
    1.5 流驅(qū)動的電阻壁不穩(wěn)定性
    1.6 本文主要研究內(nèi)容及安排
2 線性分析程序LARWM
    2.1 背景介紹
    2.2 模型建立
        2.2.1 幾何模型
        2.2.2 物理模型及邊界條件
    2.3 程序驗(yàn)證
        2.3.1 平衡位形
        2.3.2 無導(dǎo)體壁的等離子體柱
        2.3.3 帶有電阻壁的系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
3 平衡電流分布對外扭曲模的影響
    3.1 研究背景
    3.2 初始電流分布
    3.3 數(shù)值結(jié)果及討論
        3.3.1 電流峰寬度
        3.3.2 電流峰幅值
        3.3.3 電流峰位置
    3.4 本章小結(jié)
4 等離子體流對電阻壁模的影響
    4.1 研究背景
    4.2 等離子體的剛性旋轉(zhuǎn)對電阻壁模的影響
    4.3 全域剪切流對電阻壁模的作用
        4.3.1 等離子體表面處速度幅值的影響
        4.3.2 等離子體表面處平衡流剪切度的影響
        4.3.3 等離子體平衡流攜帶的慣性能量的影響
    4.4 局域剪切流對電阻壁模的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 反饋控制對電阻壁模的影響
    5.1 研究背景
    5.2 模型建立
    5.3 開環(huán)系統(tǒng)中電阻壁模的演化
        5.3.1 選取電流為被控量
        5.3.2 選取電壓為被控量
    5.4 未達(dá)飽和狀態(tài)的閉環(huán)系統(tǒng)與電阻壁模
        5.4.1 通量與電流的控制方案
        5.4.2 通量與電壓的控制方案
        5.4.3 電壓與電壓的控制方案
        5.4.4 電壓與通量的控制方案
    5.5 反饋線圈達(dá)到飽和的非線性控制階段
        5.5.1 通量與電流的控制方案
        5.5.2 通量與電壓的控制方案
    5.6 數(shù)值驗(yàn)證
        5.6.1 模型建立
        5.6.2 數(shù)值結(jié)果與分析
    5.7 本章小結(jié)
6 流驅(qū)動電阻壁不穩(wěn)定性
    6.1 研究背景
    6.2 模型建立
        6.2.1 幾何模型
        6.2.2 物理模型及邊界條件
    6.3 本征方程及數(shù)值結(jié)果
    6.4 等離子體粘滯對流驅(qū)電阻壁不穩(wěn)定性的影響
        6.4.1 物理模型及本征方程
        6.4.2 數(shù)值結(jié)果
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A LARWM程序的離散格式
附錄B 閉環(huán)系統(tǒng)中反饋線圈上電壓信號
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡介



本文編號：3503563