EAST中n=4共振磁扰动下等离子体的环向旋转制动
发布时间：2021-06-08 18:51
在EAST中n=4的共振磁扰动下观察到明显的等离子体旋转制动效应,其分布具有全局性,且峰值靠近等离子体中心。利用模拟得到的新经典环向粘滞（NTV）力矩来反演等离子体环向角速度的变化,结果表明在大部分径向区域与实验测量的速度变化符合得较好,量值上相差约1～2倍。
【文章来源】：核聚变与等离子体物理. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
#80654中等离子体主要特征漂移角频率的对比
制动295利用最近升级的NTVTOK程序[17]进行NTV力矩的模拟，并以此来反演出旋转速度的变化分布，然后与实验结果进行对比，来定量地说明NTV理论在解释磁制动效应中的有效性。2实验分析EAST中的RMP线圈系统主要用于对ELM进行主动控制[18]，它可实现环向模数n=1~4的静态场和n=1~3的旋转常最近发现n=4的静态场下ELM也能得到很好的缓解，并出现明显的旋转制动。对该情形下的典型放电(#80654)进行分析。该次放电以约2MW的中性束注入(NBI)和1MW的低杂波作为辅助加热手段，在RMP投入期间加热功率保持图1EAST放电#80654主要等离子体参数的演化a——电子弦平均密度和等离子体储能；b——各径向位置处的离子温度；c——各径向位置处的环向角速度(ρ=0.1处的值已乘以一个系数以便于与接近边缘的演化来比较)；d——RMP电流和等离子体电流。阴影部分表示RMP投入时期。恒定。RMP电流为2.5kA，在4s时打开，6.5s时关断，并在此期间电流强度以及上下线圈阵列电流的相位差基本保持恒定。在RMP投入期间以及前后的一段时间内等离子体中主要参数的演化如图1所示。在此期间等离子体电流从500kA略微下降到470kA，q95值保持在3.7左右，βN≈1.3。从主要的动理学参数演化中可知，这一次放电实验在RMP投入期间，发生了明显的等离子体旋转制动，并伴随有密度排出和储能改变，以及芯部离子温度的变化。选取RMP关断前后旋转达到稳态的两个参考时刻点6.34s和6.89s进行分析，等离子体旋转速度和离子温度以及在这两个时刻之间的差值径向分布如图2所示。结果显示，在RMP投入前后，环向旋转的变化具有全局性，而离子温度在大部分区域基本不变，但在等离子体中心附近变化很大。由于等离子体中心区域环向旋转的明显变化可能受?
296核聚变与等离子体物理第40卷的对比来预测#80654放电中NTV力矩主要来自哪些共振区间的贡献，如图3所示。图3中各角频率的物理意义及对应的碰撞区间可参考文献[20]。可见对于离子，在芯部靠外的位置(ρ≈0.5~0.8)有ωb≈∣qωE∣，其中ωb为反弹漂移频率，ωE为电漂移频率，即存在非常明显的反弹漂移共振效应，对NTV力矩可能有较大贡献，与EAST中以往低环向模数磁扰动中的结果类似[15]。另外靠近等离子体边缘处，出现电漂移频率ωE比磁漂移频率ωB0略小的狭窄区间，即qωE≤ωB0，在这个位置出现共振的超香蕉平台碰撞区间，对NTV也会有很大贡献。因此，可以预见这一次放电中的NTV力矩主要由离子的反弹漂移共振和环向进动共振所贡献，在相应的共振位置NTV会得到增强。图2#80654中RMP电流关断前后6.34s、6.89s的等离子体环向旋转角速度(a)和离子温度(b)分布及两时刻点间的差值分布图3#80654中等离子体主要特征漂移角频率的对比利用NTVTOK程序模拟出的NTV力矩密度分布如图4所示。图4#80654中的电子NTV力矩(蓝色虚线)和总NTV力矩分布(黑色实线)可见在n=4的RMP中由离子反弹漂移贡献的NTV力矩TNTV在芯部靠外的径向位置附近
本文编号：3219004
【文章来源】：核聚变与等离子体物理. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
#80654中等离子体主要特征漂移角频率的对比
制动295利用最近升级的NTVTOK程序[17]进行NTV力矩的模拟，并以此来反演出旋转速度的变化分布，然后与实验结果进行对比，来定量地说明NTV理论在解释磁制动效应中的有效性。2实验分析EAST中的RMP线圈系统主要用于对ELM进行主动控制[18]，它可实现环向模数n=1~4的静态场和n=1~3的旋转常最近发现n=4的静态场下ELM也能得到很好的缓解，并出现明显的旋转制动。对该情形下的典型放电(#80654)进行分析。该次放电以约2MW的中性束注入(NBI)和1MW的低杂波作为辅助加热手段，在RMP投入期间加热功率保持图1EAST放电#80654主要等离子体参数的演化a——电子弦平均密度和等离子体储能；b——各径向位置处的离子温度；c——各径向位置处的环向角速度(ρ=0.1处的值已乘以一个系数以便于与接近边缘的演化来比较)；d——RMP电流和等离子体电流。阴影部分表示RMP投入时期。恒定。RMP电流为2.5kA，在4s时打开，6.5s时关断，并在此期间电流强度以及上下线圈阵列电流的相位差基本保持恒定。在RMP投入期间以及前后的一段时间内等离子体中主要参数的演化如图1所示。在此期间等离子体电流从500kA略微下降到470kA，q95值保持在3.7左右，βN≈1.3。从主要的动理学参数演化中可知，这一次放电实验在RMP投入期间，发生了明显的等离子体旋转制动，并伴随有密度排出和储能改变，以及芯部离子温度的变化。选取RMP关断前后旋转达到稳态的两个参考时刻点6.34s和6.89s进行分析，等离子体旋转速度和离子温度以及在这两个时刻之间的差值径向分布如图2所示。结果显示，在RMP投入前后，环向旋转的变化具有全局性，而离子温度在大部分区域基本不变，但在等离子体中心附近变化很大。由于等离子体中心区域环向旋转的明显变化可能受?
296核聚变与等离子体物理第40卷的对比来预测#80654放电中NTV力矩主要来自哪些共振区间的贡献，如图3所示。图3中各角频率的物理意义及对应的碰撞区间可参考文献[20]。可见对于离子，在芯部靠外的位置(ρ≈0.5~0.8)有ωb≈∣qωE∣，其中ωb为反弹漂移频率，ωE为电漂移频率，即存在非常明显的反弹漂移共振效应，对NTV力矩可能有较大贡献，与EAST中以往低环向模数磁扰动中的结果类似[15]。另外靠近等离子体边缘处，出现电漂移频率ωE比磁漂移频率ωB0略小的狭窄区间，即qωE≤ωB0，在这个位置出现共振的超香蕉平台碰撞区间，对NTV也会有很大贡献。因此，可以预见这一次放电中的NTV力矩主要由离子的反弹漂移共振和环向进动共振所贡献，在相应的共振位置NTV会得到增强。图2#80654中RMP电流关断前后6.34s、6.89s的等离子体环向旋转角速度(a)和离子温度(b)分布及两时刻点间的差值分布图3#80654中等离子体主要特征漂移角频率的对比利用NTVTOK程序模拟出的NTV力矩密度分布如图4所示。图4#80654中的电子NTV力矩(蓝色虚线)和总NTV力矩分布(黑色实线)可见在n=4的RMP中由离子反弹漂移贡献的NTV力矩TNTV在芯部靠外的径向位置附近
本文编号：3219004
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