等離子體平衡是磁約束聚變理論與實(shí)驗(yàn)的根本。利用環(huán)向?qū)ΨQ性,國內(nèi)托卡馬克平衡問題的求解主要采用二維磁面模型EFIT程序。然而共振磁擾動(dòng)場（Resonant Magnetic Perturbations,RMP）作用將打破托卡馬克環(huán)向?qū)ΨQ性,平衡問題的求解需要重新考慮三維模型。目前EAST上已經(jīng)開展RMP實(shí)驗(yàn),因而如何精確求解RMP作用時(shí)的三維平衡對于RMP實(shí)驗(yàn)和理論分析極其重要。本論文工作即圍繞于RMP作用時(shí)EAST上三維平衡模擬展開,包括線性快速三維磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析、以及非線性三維等離子體平衡重建。RMP作用時(shí),擾動(dòng)場將在共振有理面上產(chǎn)生磁島,且等離子體邊界區(qū)域磁島鏈極易重疊并形成隨機(jī)場,此時(shí)磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化。為快速分析RMP作用對邊界磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變,以理解其抑制或緩解邊界局域模（Edge-Localized Mode,ELMs）的物理機(jī)制,我們分別在真空場近似以及局部理想等離子體響應(yīng)近似下編寫線性程序并研究EAST上三維磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在真空場近似下,通過數(shù)值求解二維平衡場與RMP線圈產(chǎn)生的擾動(dòng)磁場的線性疊加解,論文詳細(xì)探討了在柱坐標(biāo)系以及PEST磁面坐標(biāo)系下三維磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析計(jì)算,... 

【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

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 核聚變與等離子體
    1.2 磁約束聚變與托卡馬克
    1.3 EAST全超導(dǎo)托卡馬克裝置簡介
    1.4 托卡馬克中等離子體約束模式
        1.4.1 歐姆模式
        1.4.2 低約束模式
        1.4.3 高約束模式
    1.5 邊界局域模
        1.5.1 ELMs分類
        1.5.2 MHD及peeling-ballooning模型
    1.6 ELMs控制
        1.6.1 ELMs控制方法簡介
        1.6.2 共振磁擾動(dòng)
    1.7 論文結(jié)構(gòu)簡介
第二章 磁約束聚變等離子體平衡簡介
    2.1 平衡概念及分類
    2.2 磁約束聚變平衡理想磁流體力學(xué)描述
    2.3 二維平衡
        2.3.1 環(huán)對稱位形力學(xué)平衡分析
        2.3.2 Grad-Shafranov方程
    2.4 平衡數(shù)值求解及EFIT程序
        2.4.1 Grad-Shafranov方程數(shù)值求解
        2.4.2 EFIT程序簡介
    2.5 三維磁面平衡VMEC程序簡介
    2.6 本章小結(jié)
第三章 RMP作用下EAST上三維磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
    3.1 EAST上RMP實(shí)驗(yàn)背景簡介
    3.2 真空場近似下快速三維磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
        3.2.1 真空場近似下求解原理與流程
        3.2.2 RMP磁場計(jì)算
        3.2.3 力線方程與坐標(biāo)變換
        3.2.4 龐加萊圖
        3.2.5 共振譜分析
        3.2.6 奇里科夫參數(shù)
    3.3 局部理想等離子體響應(yīng)近似下三維磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
        3.3.1 局部理想等離子體響應(yīng)近似求解原理
        3.3.2 屏蔽磁場模擬與三維磁拓?fù)?br>    3.4 模型與實(shí)驗(yàn)對比
    3.5 本章小結(jié)
第四章 HINT模型與EAST三維平衡求解
    4.1 磁約束三維平衡簡介
    4.2 HINT模型簡介
        4.2.1 模型背景介紹
        4.2.2 基本方程
        4.2.3 計(jì)算原理與流程
        4.2.4 邊界條件
        4.2.5 收斂條件
        4.2.6 初值條件
    4.3 EAST上三維平衡重建
        4.3.1 可靠性檢驗(yàn)
        4.3.2 RMP作用時(shí)EAST上三維平衡重建
    4.4 本章小結(jié)
第五章 低雜波加熱下EAST上各向異性的實(shí)驗(yàn)分析
    5.1 等離子體各向異性簡介
    5.2 各向異性量化研究方法
    5.3 各向異性統(tǒng)計(jì)特性
        5.3.1 各向異性程度與密度依賴關(guān)系
        5.3.2 各向異性程度與加熱功率依賴關(guān)系
        5.3.3 各向異性程度與溫度依賴關(guān)系
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]全球鈾礦資源現(xiàn)狀及核能發(fā)展趨勢[J]. 劉廷,劉巧峰.  現(xiàn)代礦業(yè). 2017(04)
[2]Integrated Operating Scenario to Achieve 100-Second,High Electron Temperature Discharge on EAST[J]. 錢金平,龔先祖,萬寶年,劉甫坤,王茂,徐旵東,胡純棟,王亮,李二眾,曾龍,提昂,沈飚,林士耀,邵林明,臧慶,劉海慶,張斌,孫有文,徐國盛,梁云峰,肖炳甲,胡立群,李建剛.  Plasma Science and Technology. 2016(05)
[3]Overview of Development Status for EAST-NBI System[J]. 胡純棟,謝亞紅,謝遠(yuǎn)來,劉勝,許永建,梁立振,蔣才超,盛鵬,顧玉明,李軍,劉智民.  Plasma Science and Technology. 2015(10)
[4]Equilibrium Reconstruction in EAST Tokamak[J]. 錢金平,萬寶年,L.L.LAO,沈飚,S.A.SABBAGH,孫有文,劉冬梅,肖炳甲,任啟龍,龔先祖,李建剛.  Plasma Science and Technology. 2009(02)
[5]EAST超導(dǎo)托卡馬克裝置逆磁線圈設(shè)計(jì)[J]. 奚維斌,沈飚,錢金平,武松濤,萬寶年.  核聚變與等離子體物理. 2007(02)



本文編號：3634989