托卡马克等离子体撕裂模和误差场渗透的双流体模拟研究

发布时间：2021-05-09 17:15

　　先进托卡马克的稳态运行通常伴随着高份额的自举电流和中空的电流分布,如中国聚变工程试验堆（CFETR）稳态运行设想中的自举电流约占总电流的80%到90%,且芯部存在强反磁剪切。虽然高份额的自举电流为完全非感应运行方案提供了可能,但具有高份额自举电流的反磁剪切运行位形很容易触发新经典双撕裂模不稳定性。撕裂模不稳定性的增长会触发磁重联,从而形成磁岛结构。这将会降低能量的约束水平,严重时会导致破裂甚至损坏聚变装置。除此之外,实验上的误差场渗透也会激发撕裂模不稳定性,并且会加速磁岛的增长。在高温等离子体研究中,研究漂移撕裂模的双流体方程要比单流体方程更加精确。因此,本论文采用四场双流体模型,数值研究了托卡马克等离子体中的漂移撕裂模及双撕裂模不稳定性。重点研究了反磁剪切位形下抗磁漂移流对撕裂模爆发性的影响,电子抗磁漂移速度对新经典双撕裂模的抑制,并结合EAST托卡马克实验给出了误差场渗透下的密度定标。论文的主要部分安排如下:第一章,简要概述了聚变能,磁约束等离子体物理基础和磁流体不稳定性。第二章,通过简化的双流体方程,数值研究了由双撕裂模引发的快速磁场重联现象。数值结果表明抗磁漂移流在双撕裂模的卢... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 能源的消耗与寻求新能源
    1.2 聚变能的开发
        1.2.1 劳森判据
        1.2.2 磁约束聚变
    1.3 磁约束等离子体物理基础
        1.3.1 单粒子运动理论
        1.3.2 磁流体方程组
        1.3.3 动理学描述
    1.4 磁流体不稳定性
        1.4.1 撕裂模不稳定性
        1.4.2 自举电流和新经典撕裂模
        1.4.3 误差场渗透
    1.5 本论文的研究工作
2 反磁剪切位形下抗磁性漂移对撕裂模爆发现象的影响
    2.1 研究背景
    2.2 模型方程
    2.3 数值结果
        2.3.1 抗磁漂移对双撕裂模演化的影响
        2.3.2 临界抗磁漂移流和等离子体参数的依赖关系
    2.4 本章小结
3 抗磁性漂移流对新经典双撕裂摸爆发现象的影响
    3.1 研究背景
    3.2 模型方程
    3.3 数值结果
        3.3.1 自举电流激发的双撕裂模爆发现象
        3.3.2 抗磁性漂移流对新经典撕裂模演化的影响
    3.4 本章小结
4 误差场渗透下密度定标的实验分析和数值模拟研究
    4.1 研究背景
    4.2 实验结果
        4.2.1 EAST装置中RMP系统简介
        4.2.2 误差场渗透实验和理论分析
    4.3 模拟结果
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]托卡马克中误差场锁模现象的若干问题研究[D]. 王辉辉.大连理工大学 2013



本文编号：3177704