聚變研究不僅是國際學術(shù)界的研究熱點,也是世界上各大國政府重點支持的研究項目。慣性約束聚變和磁約束聚變一直是重要的兩個研究方向,但是從上世紀后期開始,聚變等離子體的密度和約束時間介于慣性約束聚變和磁約束聚變之間的磁化靶聚變概念成為聚變研究的另一個重要研究方向。根據(jù)磁化靶聚變構(gòu)形的差異,又逐漸演繹出等離子體套筒內(nèi)爆聚變（PLX）、磁化慣性約束聚變（Magnetic ICF）和磁化套筒聚變（MgLIF）等方案,這些通稱磁慣性約束聚變。雖然構(gòu)型不同,但是其核心思想是先產(chǎn)生預加熱的磁化等離子體靶,然后慣性壓縮磁化等離子體靶達到聚變條件。本文通過理論和數(shù)值模擬方法,對磁化靶聚變中反場構(gòu)形磁化等離子體（FRC）進行初步研究,這在磁流體力學和等離子體物理中具有重要的學術(shù)價值,對磁慣性約束聚變的理解和進一步開展研究工作也有重要意義。 本文在對現(xiàn)有FRC理論充分理解的基礎(chǔ)上,推導出了描述磁化等離子體平衡狀態(tài)的剛性轉(zhuǎn)子模型,根據(jù)此模型能得到平衡狀態(tài)下等離子體的密度、壓強和電流等參數(shù),通過與兩維磁流體力學程序模擬結(jié)果的對比,表明剛性轉(zhuǎn)子模型的正確性。此結(jié)論,為通過外部參數(shù)的測量來反演FRC內(nèi)部參數(shù)的實驗... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 . 引言
    1.1 背景
    1.2 反場構(gòu)形內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)
    1.3 反場構(gòu)形主要物理過程簡述
        1.3.1 FRC形成過程
        1.3.2 FRC平衡及其特性
        1.3.3 反場構(gòu)形等離子體不穩(wěn)定模式的特性
第2章 . 國內(nèi)外研究進展及本論文研究內(nèi)容
    2.1 國內(nèi)外研究進展
        2.1.1 國外現(xiàn)狀
            2.1.1.1 概述
            2.1.1.2 實驗裝置與技術(shù)
            2.1.1.3 數(shù)值模擬方法
            2.1.1.4 傾斜不穩(wěn)定模式
            2.1.1.5 撕裂不穩(wěn)定模式
            2.1.1.6 旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定模式
        2.1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀
    2.2 本論文擬開展研究內(nèi)容
        2.2.1 反場構(gòu)形等離子體不穩(wěn)定模式理論研究
        2.2.2 二維磁流體程序的改進
        2.2.3 反場構(gòu)形實驗裝置參數(shù)優(yōu)化設計
第3章 . 反場構(gòu)形等離子體的解析平衡模型
    3.1 平衡的“剛性轉(zhuǎn)子”模型
        3.1.1 密度分布及電流、壓強分布
            3.1.1.1 磁感應強度徑向分布
    3.2 二維數(shù)值模擬結(jié)果
        3.2.1 密度分布
        3.2.2 軸向磁感應強度分布
    3.3 討論
        3.3.1 RR模型適用范圍
        3.3.2 K值的選取
        3.3.3 兩種計算方法對比驗證
        3.3.4 絕熱系數(shù)
        3.3.5 解析模型的優(yōu)點與局限性
    3.4 小結(jié)
第4章 . 反場構(gòu)形等離子體傾斜不穩(wěn)定模式
第5章 . 反場構(gòu)形等離子體二維磁流體力學程序改進
    5.1 程序的整體結(jié)構(gòu)與特點
        5.1.1 MHD簡介
        5.1.2 程序結(jié)構(gòu)
        5.1.3 程序所用物理模型
    5.2 程序應用計算實例
        5.2.1 計算實例的初始設置
        5.2.2 計算實例的結(jié)果概覽
    5.3 小結(jié)
第6章 . 反場構(gòu)形實驗裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設計
    6.1 “YG-1”實驗裝置結(jié)構(gòu)及電參數(shù)設計
        6.1.1 介紹及模擬環(huán)境
        6.1.2 初始磁場
        6.1.3 主磁場
        6.1.4 Cusp/磁鏡場
        6.1.5 初始密度
        6.1.6 小結(jié)
    6.2 磁場不對稱性對等離子體壽命的影響
        6.2.1 介紹
            6.2.1.1 等效磁場位型方法
            6.2.1.2 磁場不對稱性對等離子體壽命的影響
        6.2.2 等效磁場位型模擬磁場不對稱性對等離子體壽命的影響
        6.2.3 MHD模擬磁場不對稱性對等離子體壽命影響
        6.2.4 討論
            6.2.4.1 線圈模擬改進
            6.2.4.2 形成階段對結(jié)果的影響
            6.2.4.3 演化算法的精度
            6.2.4.4 等效磁場位型方法優(yōu)點與局限性
    6.3 角向箍縮線圈分段對等離子體壽命的影響
        6.3.1 介紹
        6.3.2 模擬參數(shù)設置與結(jié)論
        6.3.3 討論
            6.3.3.1 等離子體靶壽命判定標準
            6.3.3.2 三分段處的凹陷機理
    6.4 小結(jié)
第7章 . 全文總結(jié)與未來工作展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種可能的聚變途徑——磁化靶聚變[J]. 周之奎.  高能量密度物理. 1998 (02)
[2]國外磁化靶聚變研究進展[J]. 孫奇志,孫承緯.  高能量密度物理. 2002 (01)



本文編號：3691739