在核聚變等離子體中,為了維持聚變堆的穩(wěn)態(tài)運行,利用射頻波對等離子體進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行了研究,并對模擬的結(jié)果進行了分析與討論,結(jié)果表明:當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,而當雙支低頻阿爾芬波的頻率不滿足相干加熱條件時,能夠使粒子在平行方向上的相空間出現(xiàn)不均勻加速,進而導致相混,使得低頻阿爾芬波加熱隨機閾值降低。進行多支低頻阿爾芬波相干加熱模擬時,當波的頻率以及波速滿足多波相干加熱條件,則多波加熱會由于多波相干高階效應提升加熱效率,并且隨著波數(shù)量的增加在非共振階段強化低頻阿爾芬波多波對粒子的非共振拾取,進而強化低頻阿爾芬波的非共振加熱。而當采用多支波的波頻率相近的條件時,則會強化低頻阿爾芬波的隨機加熱效果,強化低頻阿爾芬波與等離子體的混沌相互作用。此時,粒子在運動過程中的各向異性會大大增強。通...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1實驗觀測多支阿爾芬波在傳播時的頻率演化

圖1.1實驗觀測多支阿爾芬波在傳播時的頻率演化.B.Wang[28]等人使用沿背景磁場傳播的低頻阿爾低頻阿爾芬波進行推導時發(fā)現(xiàn)，有限波振幅的低生非線性加熱效應導致相混加熱，同時，多波加波加熱粒子的漸進不變性，并且在進行多支阿爾射來進行等離子體的加熱，并且最終會導致隨垂直加....

圖1.2質(zhì)子動力學溫度和平行背景磁場流速隨時間的演化

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)子動圖1.2（b）表示不同振幅下平行于背景磁場質(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?shù)皖l波是有限性振幅條件時，低頻波可以通過相混進行隨機熱，而當模數(shù)J增加時，能夠強化加熱效果。2.4小結(jié)在進行等離子體粒子模擬時，引入“宏粒子”的概念，相當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方向的溫度(a)及平行方向的平均速度(b)隨時間的變化曲線

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

本文編號：4005448