本文主要研究了托卡馬克裝置外加共振磁擾動對三維靶板熱負荷及三維邊界等離子體輸運的影響。對偏濾器靶板的熱負荷控制是磁約束聚變走向高參數(shù)長脈沖運行以及聚變堆運行后必須解決的關(guān)鍵問題之一。外加共振磁擾動能夠抑制邊界局域模從而消除靶板瞬態(tài)熱流,但目前對其物理機制的理解仍不完善。邊界局域模被抑制之后能否通過動態(tài)的磁擾動來均化靶板的穩(wěn)態(tài)熱流分布以避免局部熱負荷的峰化,也暫時沒有明確的定論。本文通過自主開發(fā)的三維磁拓撲模擬程序以及相關(guān)實驗,揭示了等離子體響應(yīng)對外加磁擾動的滲透起到了關(guān)鍵的作用,通過對磁場拓撲結(jié)構(gòu)的改變對三維邊界輸運和靶板熱負荷的控制產(chǎn)生決定性影響。此外,通過實驗驗證了動態(tài)RMP場能夠有效控制靶板熱負荷三維結(jié)構(gòu)的均化,與模擬結(jié)果吻合。自主開發(fā)的基于磁力線追蹤算法的模擬程序TOP2D與磁流體力學模擬程序MARS-F的結(jié)合,將三維磁場拓撲結(jié)構(gòu)模擬從真空場假設(shè)成功拓展到等離子體響應(yīng)模型下。實驗中通過靶板粒子流和熱流分布診斷觀察到的打擊點分裂現(xiàn)象證明了三維磁場拓撲結(jié)構(gòu)的形成,且與模擬結(jié)果一致。真空場假設(shè)與等離子體響應(yīng)模型下的模擬結(jié)果對比,顯示了等離子體響應(yīng)對外加磁擾動滲透的決定性作用。等離子體... 

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

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＩＴＥＲ裝置結(jié)構(gòu)及合作示意圖［２｜??關(guān)系

大裝置及未來ＩＴＥＲ及其他聚變堆模型研宄中最活躍的研究領(lǐng)域之一。??雖然利用共振磁擾動的研宄由來己久，但最近這一實驗手段研宄興起還是??由于觀察到了它在邊界局域�？刂品矫娴木薮髢�(yōu)勢。在ＤＩＩＩ－Ｄ上首先觀察到了??ＲＭＰ對于Ｉ型ＥＬＭ的完全抑制［１０－１１］，才開始帶動對ＲＭＰ控制ＥＬＭ這一實驗??領(lǐng)域的近十幾年的迅速發(fā)展。ＥＬＭ抑制（ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）是在Ｈ模放電過程中ＥＬＭ??崩塌現(xiàn)象完全消失的現(xiàn)象，而ＥＬＭ弱化（ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ）時通常表現(xiàn)為ＥＬＭ幅值減??小而頻率增加。目前，各個裝置上的ＥＬＭ控制效果都有比較大的差異，因此對于??ＥＬＭ控制物理機制的理解仍有待完善。由于豐富的實驗已經(jīng)能夠明確證實ＲＭＰ??４??

大裝置及未來ＩＴＥＲ及其他聚變堆模型研宄中最活躍的研究領(lǐng)域之一。??雖然利用共振磁擾動的研宄由來己久，但最近這一實驗手段研宄興起還是??由于觀察到了它在邊界局域�？刂品矫娴木薮髢�(yōu)勢。在ＤＩＩＩ－Ｄ上首先觀察到了??ＲＭＰ對于Ｉ型ＥＬＭ的完全抑制［１０－１１］，才開始帶動對ＲＭＰ控制ＥＬＭ這一實驗??領(lǐng)域的近十幾年的迅速發(fā)展。ＥＬＭ抑制（ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）是在Ｈ模放電過程中ＥＬＭ??崩塌現(xiàn)象完全消失的現(xiàn)象，而ＥＬＭ弱化（ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ）時通常表現(xiàn)為ＥＬＭ幅值減??小而頻率增加。目前，各個裝置上的ＥＬＭ控制效果都有比較大的差異，因此對于??ＥＬＭ控制物理機制的理解仍有待完善。由于豐富的實驗已經(jīng)能夠明確證實ＲＭＰ??４??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]A Tangentially Visible Fast Imaging System on EAST[J]. 賈曼妮,楊清泉,鐘方川,曾愛軍,盧洪偉,舒雙寶.  Plasma Science and Technology. 2015(12)

博士論文
[1]EAST托卡馬克共振磁擾動線圈電源設(shè)計分析研究[D]. 宋德勇.中國科學技術(shù)大學 2017



本文編號：3508366