托卡马克边缘等离子体带状流及其在L-H模转换过程中作用的实验研究
发布时间：2021-03-27 03:07
高约束（H）模是1982年在德国ASDEX托卡马克上首次发现的一种改善约束的等离子体放电状态。H模期间,在边缘等离子体区会自发形成边缘输运垒（ETB）。在ETB区内由于湍流及其驱动的输运被抑制了,形成了陡峭的压强梯度区,使总体的等离子体约束得到了改善。因此研究L-H模的转换机制对于降低L-H模的转换阈值功率具有十分现实的意义。理论和实验研究表明流剪切WE×B在L-H模转换过程中扮演十分重要的角色。流剪切主要由平衡流和带状流贡献。其中带状流是一种极向和环向对称的静电涨落结构,分为低频带状流以及测地声模两种。实验和理论表明带状流主要是从湍流得到能量,并反过来能够抑制湍流所导致的反常输运。本论文研究工作主要围绕着带状流的激发、传播、与背景湍流的相互作用关系以及它在L-H模转换过程中可能的作用机制等物理内容展开的。主要的研究结果概述如下：1)在HL-2A上,我们利用边界探针阵列观察到测地声模的涨落幅度在时序上呈现出一种随机的阵发特性。利用这一阵发特性,我们将等离子体放电时序分成GAM强和GAM弱两种情况,并统计了这两种情况下反常径向粒子输运通量Tr的变化特征。实验结果表明,反常粒子输运主要是由...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：186 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 带状流研究及其在L-H转换机制中的作用
1.1 从劳逊判据到带状流
1.1.1 H模的基本特征
1.1.2 径向电场在触发L-H模转换过程中的作用
1.2 带状流与漂移波湍流的自调节系统
1.2.1 带状流的基本特征
1.2.2 动理学测地声模的基本特征
1.2.3 带状流阻尼机制
1.2.4 带状流与漂移波湍流的相互作用关系
1.3 I-phase研究简介以及带状流可能的作用机制
1.3.1 多捕猎者-猎物模型
1.3.2 I-phase的实验结果评述
1.4 本章小结
第二章 湍流数字信号处理技术
2.1 时频变换
2.1.1 傅里叶变换
2.1.2 短时傅里叶变换
2.1.3 希尔伯特-黄变换
2.2 波数频率谱技术
2.2.1 连续谱分析技术与波数频率谱
2.2.2 两点法估算波数频率谱
2.3 双谱分析技术
2.3.1 基于傅里叶变换的双谱分析
2.3.2 基于希尔伯特-黄变换的双谱分析技术
2.4 包络分析及幅度相关法
2.4.1 幅度调制和相位调制
2.4.2 幅度相关（Amplitude Correlation）
第三章 实验平台及探针系统
3.1 实验平台介绍
3.1.1 中国环流器2号A装置（HL-2A）
3.1.2 合肥超环（HT-7）
3.2 探针诊断原理
3.2.1 I-V特性曲线及单探针原理
3.2.2 探针诊断原理
3.2.3 GAM诱发密度涨落的测量
3.2.4 三探针及涨落量的测量
3.2.5 四探针及径向输运通量的计算
3.3 本章小结
第四章 测地声模的频谱、阻尼、传播及剪切特性的实验研究
4.1 测地声模的基本谱特征
4.1.1 测地声模的静电涨落模特征
4.1.2 测地声模的磁涨落谱特征
4.1.3 测地声模诱发的密度涨落谱特征
4.2 KGAM的发现及KGAM之间的非线性耦合特征
4.2.1 GAM的碰撞阻尼
4.2.2 双GAM的三维谱特征
4.2.3 KGAM的判定及其基本特征
4.2.4 KGAM之间的非线性耦合特征
4.2.5 KGAM自相互作用时的能流
4.3 GAM对径向粒子输运通量的影响
4.3.1 GAM的阵发特性
4.3.2 GAM对背景湍流的剪切作用特征
4.4 本章小结
第五章 带状流在L-H模转换过程中作用机制的实验研究
5.1 ECRH加热前后边界湍流的演化特征
5.1.1 ECRH注入后带状流的功率谱及径向结构特征
5.1.2 杂质对测地声模频率的影响
5.1.3 ECRH加热对带状流涨落功率的影响
5.1.4 ECRH加热对带状流三波耦合的影响
5.1.5 ECRH加热实验小结
5.2 I-L模转换过程边界湍流的演化特征
5.2.1 实验安排
5.2.2 I-phase期间的放电波形图
5.2.3 I-phase振荡的基本模特征
5.2.4 L-I模及I-L模转换过程的实验研究
5.2.5 LCO与背景湍流的相互作用
5.2.6 讨论：LCO振荡=低频带状流?
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
发表的学术论文和会议报告
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]托卡马克等离子体中测地声模的理论研究[D]. 仇志勇.中国科学技术大学 2010
[2]托卡马克边缘等离子体中测地声模带状流的实验研究[D]. 兰涛.中国科学技术大学 2008
本文编号：3102761
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：186 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 带状流研究及其在L-H转换机制中的作用
1.1 从劳逊判据到带状流
1.1.1 H模的基本特征
1.1.2 径向电场在触发L-H模转换过程中的作用
1.2 带状流与漂移波湍流的自调节系统
1.2.1 带状流的基本特征
1.2.2 动理学测地声模的基本特征
1.2.3 带状流阻尼机制
1.2.4 带状流与漂移波湍流的相互作用关系
1.3 I-phase研究简介以及带状流可能的作用机制
1.3.1 多捕猎者-猎物模型
1.3.2 I-phase的实验结果评述
1.4 本章小结
第二章 湍流数字信号处理技术
2.1 时频变换
2.1.1 傅里叶变换
2.1.2 短时傅里叶变换
2.1.3 希尔伯特-黄变换
2.2 波数频率谱技术
2.2.1 连续谱分析技术与波数频率谱
2.2.2 两点法估算波数频率谱
2.3 双谱分析技术
2.3.1 基于傅里叶变换的双谱分析
2.3.2 基于希尔伯特-黄变换的双谱分析技术
2.4 包络分析及幅度相关法
2.4.1 幅度调制和相位调制
2.4.2 幅度相关（Amplitude Correlation）
第三章 实验平台及探针系统
3.1 实验平台介绍
3.1.1 中国环流器2号A装置（HL-2A）
3.1.2 合肥超环（HT-7）
3.2 探针诊断原理
3.2.1 I-V特性曲线及单探针原理
3.2.2 探针诊断原理
3.2.3 GAM诱发密度涨落的测量
3.2.4 三探针及涨落量的测量
3.2.5 四探针及径向输运通量的计算
3.3 本章小结
第四章 测地声模的频谱、阻尼、传播及剪切特性的实验研究
4.1 测地声模的基本谱特征
4.1.1 测地声模的静电涨落模特征
4.1.2 测地声模的磁涨落谱特征
4.1.3 测地声模诱发的密度涨落谱特征
4.2 KGAM的发现及KGAM之间的非线性耦合特征
4.2.1 GAM的碰撞阻尼
4.2.2 双GAM的三维谱特征
4.2.3 KGAM的判定及其基本特征
4.2.4 KGAM之间的非线性耦合特征
4.2.5 KGAM自相互作用时的能流
4.3 GAM对径向粒子输运通量的影响
4.3.1 GAM的阵发特性
4.3.2 GAM对背景湍流的剪切作用特征
4.4 本章小结
第五章 带状流在L-H模转换过程中作用机制的实验研究
5.1 ECRH加热前后边界湍流的演化特征
5.1.1 ECRH注入后带状流的功率谱及径向结构特征
5.1.2 杂质对测地声模频率的影响
5.1.3 ECRH加热对带状流涨落功率的影响
5.1.4 ECRH加热对带状流三波耦合的影响
5.1.5 ECRH加热实验小结
5.2 I-L模转换过程边界湍流的演化特征
5.2.1 实验安排
5.2.2 I-phase期间的放电波形图
5.2.3 I-phase振荡的基本模特征
5.2.4 L-I模及I-L模转换过程的实验研究
5.2.5 LCO与背景湍流的相互作用
5.2.6 讨论：LCO振荡=低频带状流?
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
发表的学术论文和会议报告
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]托卡马克等离子体中测地声模的理论研究[D]. 仇志勇.中国科学技术大学 2010
[2]托卡马克边缘等离子体中测地声模带状流的实验研究[D]. 兰涛.中国科学技术大学 2008
本文编号：3102761
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3102761.html
