在核聚變等離子體中,為了維持聚變堆的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,利用射頻波對(duì)等離子體進(jìn)行加熱是廣泛采取的手段之一,阿爾芬波是一種磁流體力學(xué)波,頻率很低,廣泛存在于聚變以及空間等離子體中。因此,利用阿爾芬波加熱是射頻波加熱的應(yīng)用之一。本文主要采用粒子模擬方法,建立了無碰撞冷等離子體的單粒子模型,對(duì)雙支低頻阿爾芬射頻波加熱,多支低頻阿爾芬波加熱以及斜傳低頻阿爾芬波的加熱進(jìn)行了研究,并對(duì)模擬的結(jié)果進(jìn)行了分析與討論,結(jié)果表明:當(dāng)雙支低頻阿爾芬波的頻率在滿足相干條件下能夠提升等離子體的加熱效率,而當(dāng)雙支低頻阿爾芬波的頻率不滿足相干加熱條件時(shí),能夠使粒子在平行方向上的相空間出現(xiàn)不均勻加速,進(jìn)而導(dǎo)致相混,使得低頻阿爾芬波加熱隨機(jī)閾值降低。進(jìn)行多支低頻阿爾芬波相干加熱模擬時(shí),當(dāng)波的頻率以及波速滿足多波相干加熱條件,則多波加熱會(huì)由于多波相干高階效應(yīng)提升加熱效率,并且隨著波數(shù)量的增加在非共振階段強(qiáng)化低頻阿爾芬波多波對(duì)粒子的非共振拾取,進(jìn)而強(qiáng)化低頻阿爾芬波的非共振加熱。而當(dāng)采用多支波的波頻率相近的條件時(shí),則會(huì)強(qiáng)化低頻阿爾芬波的隨機(jī)加熱效果,強(qiáng)化低頻阿爾芬波與等離子體的混沌相互作用。此時(shí),粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的各向異性會(huì)大大增強(qiáng)。通...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1實(shí)驗(yàn)觀測(cè)多支阿爾芬波在傳播時(shí)的頻率演化

圖1.1實(shí)驗(yàn)觀測(cè)多支阿爾芬波在傳播時(shí)的頻率演化.B.Wang[28]等人使用沿背景磁場(chǎng)傳播的低頻阿爾低頻阿爾芬波進(jìn)行推導(dǎo)時(shí)發(fā)現(xiàn)，有限波振幅的低生非線性加熱效應(yīng)導(dǎo)致相混加熱，同時(shí)，多波加波加熱粒子的漸進(jìn)不變性，并且在進(jìn)行多支阿爾射來進(jìn)行等離子體的加熱，并且最終會(huì)導(dǎo)致隨垂直加....

圖1.2質(zhì)子動(dòng)力學(xué)溫度和平行背景磁場(chǎng)流速隨時(shí)間的演化

可以用以判斷加熱效果，如圖1.2（a）所示，表示不同振幅下質(zhì)子動(dòng)圖1.2（b）表示不同振幅下平行于背景磁場(chǎng)質(zhì)子的平均速度，與1.2。

圖2.1阿爾芬波加熱單模（a）和多模（b）可近性以及數(shù)值結(jié)果比較

（a）（b）圖2.1阿爾芬波加熱單模（a）和多模（b）可近性以及數(shù)值結(jié)果比較結(jié)果表明：當(dāng)?shù)皖l波是有限性振幅條件時(shí)，低頻波可以通過相混進(jìn)行隨機(jī)熱，而當(dāng)模數(shù)J增加時(shí)，能夠強(qiáng)化加熱效果。2.4小結(jié)在進(jìn)行等離子體粒子模擬時(shí)，引入“宏粒子”的概念，相當(dāng)于把大量粒子均分配于人為在....

圖3.1平行與垂直于背景磁場(chǎng)方向的溫度(a)及平行方向的平均速度(b)隨時(shí)間的變化曲線

圖3.1平行與垂直于背景磁場(chǎng)方向的溫度(a)及平行方向的平均速度(b)隨時(shí)間的變化曲線度thpAv0.1v，其中thppvKT/m0，0T是質(zhì)子的初始溫度，K為Boltzmann常數(shù)。進(jìn)而求解質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方程，時(shí)間步長(zhǎng)為10.025pt。模型中僅考慮....

本文編號(hào)：4005448