在能源危機(jī)逐漸凸顯的今天,可控的核聚變能因其儲(chǔ)量大、安全清潔等特點(diǎn),成為人類(lèi)研究開(kāi)發(fā)替代能源的重要方向。以托卡馬克為代表的磁約束裝置被看作是最具有希望實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。在托卡馬克中,撕裂模(新經(jīng)典撕裂模)不穩(wěn)定性,能改變磁場(chǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),破壞磁場(chǎng)凍結(jié)效應(yīng),從而影響粒子和能量約束,最終引起穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的崩塌,被看成是最危險(xiǎn)的不穩(wěn)定性之一。撕裂模(新經(jīng)典撕裂模)不穩(wěn)定性本身,又受到微觀(guān)湍流、新經(jīng)典輸運(yùn)、宏觀(guān)磁流體力學(xué)不穩(wěn)定性和快離子輸運(yùn)等一系列物理機(jī)制的綜合影響。由于其多時(shí)空尺度多過(guò)程的特點(diǎn),理論研究非常困難,從第一性原理出發(fā)的集成自洽模擬,成為重要的研究手段。在此目標(biāo)前提下,我們開(kāi)展了撕裂模的模擬,靜態(tài)磁島的模擬等一系列階段性研究工作。首先,我們回顧了回旋動(dòng)理學(xué)的理論,并簡(jiǎn)要介紹了基于回旋動(dòng)理學(xué)理論發(fā)展起來(lái)的回旋動(dòng)理學(xué)環(huán)向程序(GTC)。在GTC程序的電磁理論模型中,采用的混合模型天然地去掉了產(chǎn)生撕裂模的物理機(jī)制。我們利用平行方向的電子力平衡方程將其重新囊括并導(dǎo)出新的理論模型,并基于此編寫(xiě)了相關(guān)功能擴(kuò)展代碼并調(diào)試編譯通過(guò)。之后,我們運(yùn)用了最新開(kāi)發(fā)的大型并行particle-in-cell ...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1ITER示意圖

???第一章緒論???聚變（Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ?ｆｕｓｉｏｎ）。慣性約束是利用粒子自身慣性，在其相互飛尚之則，??迅速將燃料加熱壓縮到聚變條件，從而實(shí)現(xiàn)核聚變，目前以激光驅(qū)動(dòng)最有前景。磁約束聚變??是利用強(qiáng)磁場(chǎng)將高溫低密度燃料約束足夠長(zhǎng)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)核聚變反....

圖１．３所７Ｋ，在整個(gè)ｘ－ｙ平面內(nèi)，??存在ｙ方向的平衡磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)具有ｘ方向的梯度，并在原點(diǎn)處反轉(zhuǎn)方向

ｉ??ＭＪ：??圖１．２礎(chǔ)島７Ｋ意圖??ｋｐ??；?！??Ｔ?Ｉ?＼?ｊ??ｌＢ？ｙ?１％?Ｗ??＂ｄ）?ＷＣ＂??Ｊ８�。�?￣７＜??Ｉ?．?｜??Ｈ￣Ｌｏｙｅｒ?—??圖１．３線(xiàn)性撕裂模的一階場(chǎng)和流的特性??４??

圖1.4x型中性點(diǎn)處的磁場(chǎng)重聯(lián)

方向（紙面向外）的擾動(dòng)電場(chǎng)，由于有限電阻的存在，改擾動(dòng)電場(chǎng)可以產(chǎn)生一個(gè)ｚ方向擾動(dòng)??電流，而該擾動(dòng)電流通過(guò)洛倫茲力又可以產(chǎn)生ｘ方向的流（ｆｌｏｗ）。這個(gè)擾動(dòng)電流和擾動(dòng)流??又可以通過(guò)廣義歐姆定律產(chǎn)生新的ｚ方向的擾動(dòng)電場(chǎng)，進(jìn)而感應(yīng)出新的擾動(dòng)磁場(chǎng)Ｂ＇ｌｘ，如果??Ｂ＇ｌｘ隨時(shí)間增加，....

圖２．１等離子體的時(shí)間和空間尺度??回旋動(dòng)理學(xué)用回旋定標(biāo)尺：??

第二章ＧＴＣ概述??２．１引言??在托卡馬克裝置中，等離子體存在著有很大范圍跨度的時(shí)間和空間尺度，如圖２．１所示，??電流擴(kuò)散時(shí)間與電子回旋時(shí)間相差了?１１個(gè)數(shù)量級(jí)，德拜長(zhǎng)度與平行方向輸運(yùn)的特征長(zhǎng)度也??相差了將近８?jìng)�(gè)數(shù)量級(jí)。以單粒子為例，在托卡馬克中就有可能存在以下幾種尺度的運(yùn)....

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