測地聲模(GAM,Geodesic Acoustic Mode)是帶狀流的高頻分支,具有有限的振蕩頻率,并且其電勢模結(jié)構(gòu)在環(huán)向?qū)ΨQ極向近似對稱。高能量粒子可以與測地聲模相互作用,并激發(fā)出一只新的模,即高能量粒子激發(fā)的測地聲模(EGAM)。在本文中,我們采用了 一個(gè)動理學(xué)-流體混合模型代碼,來模擬研究全局域EGAM的各種性質(zhì)。我們系統(tǒng)地研究了在托克馬克等離子體中,尾隆分布下的EGAM。我們研究了不同高能量粒子分布下EGAM的高能量粒子壓強(qiáng)激發(fā)閾值,發(fā)現(xiàn)在尾隆分布下的高能量粒子壓強(qiáng)激發(fā)閾值很低。通過對EGAM的模結(jié)構(gòu)的模擬研究,我們發(fā)現(xiàn)了當(dāng)高能量粒子分布從尾隆分布到慢化分布的演化過程中,EGAM的本征模結(jié)構(gòu)會變得越來越寬。我們也研究了高能量粒子速度對EGAM的影響,發(fā)現(xiàn)EGAM的頻率隨著高能量粒子速度的增大而單調(diào)遞增,其增長率會在v/vA=0.3達(dá)到一個(gè)峰值。在高能量粒子回旋半徑增大的過程中,尾隆分布下的EGAM模結(jié)構(gòu)的徑向結(jié)構(gòu)也會逐漸變寬。在EGAM的非線性階段的時(shí)頻分析中,我們發(fā)現(xiàn)慢化分布下EGAM的頻率啁啾主要是向上,這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 聚變能源
    1.2 磁約束聚變
        1.2.1 仿星器(Stellarator)
        1.2.2 托克馬克(Tokamak)
    1.3 等離子體加熱
        1.3.1 歐姆加熱(Ohmic heating)
        1.3.2 中性束注入(Neutral beam injection)
        1.3.3 射頻波加熱
    1.4 帶狀流簡介
        1.4.1 等離子體帶狀流
        1.4.2 測地聲模(GAM)
        1.4.3 測地聲模(GAM)與湍流相互作用
        1.4.4 高能離子與GAM相互作用
    1.5 高能量粒子產(chǎn)生的不穩(wěn)定性
        1.5.1 高能量粒子模
        1.5.2 魚骨模
    1.6 本文結(jié)構(gòu)
2 高能量粒子激發(fā)的測地聲模(EGAM)
    2.1 慢化分布下的高能量粒子激發(fā)的測地聲模(EGAM)
    2.2 尾隆分布下的高能量粒子激發(fā)的測地聲模(EGAM)
    2.3 高能量粒子激發(fā)的測地聲模(EGAM)的相關(guān)性質(zhì)
3 尾隆分布下高能量粒子激發(fā)的測地聲模(EGAM)的線性模擬
    3.1 理論模型
    3.2 模擬結(jié)果
        3.2.1 分布函數(shù)對EGAM的影響:尾隆分布vs慢化分布
        3.2.2 高能量粒子壓強(qiáng)對EGAM的影響:激發(fā)閾值
        3.2.3 高能量粒子速度對EGAM的影響
        3.2.4 高能量粒子回旋半徑對EGAM的影響
        3.2.5 高能量粒子拋射角與EGAM的關(guān)系
        3.2.6 EGAM的非線性模擬
4 總結(jié)與討論
參考文獻(xiàn)



本文編號：3908541