高约束模等离子体台基结构和预测模型研究
发布时间：2021-11-06 18:33
高约束模式（H模）放电是目前托卡马克装置中的一个典型运行方案,也被认为是未来托卡马克装置最具应用前景的运行模式。台基是H模放电的一个显著特征,台基高度影响等离子体总储能和托卡马克约束性能。因此,准确预测台基结构对于评估和优化当前和未来托卡马克的性能至关重要。基于剥离-气球模（Peeling-Ballooning mode,PBM）和动理学气球模（Kinetic Ballooning mode,KBM）两种约束条件,EPED模型能确定等离子体台基结构。通过与实验数据的广泛比较,表明EPED模型可以对一些托卡马克装置中观察到的台基结构提供相对较好的解释。在EPED基础上,我们发展了 REPED模型。REPED与EPED模型的原理基本相同,主要区别在于REPED使用CORSICA代码中的TEQ平衡程序来构建平衡,而EPED模型中用的是TOQ程序。本论文使用REPED模型来预测H模等离子体放电的台基结构,并将预测结果与实验测量值进行比较。首先,从实验上研究了 EAST上8炮I类边界局域模（Edge-localized modes,ELM）H模放电的台基宽度和高度,并尝试利用REPED模型来预测...
【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】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１托卡马克等离子体位形示意图
?第一章引言???的特征。相对于Ｌ模（低约束模式）等离子体，Ｈ模等离子体约束性能有所提高??并且可以储存更多的能量，这些影响在一定程度上都是由边界台基结构决定的。??另外，台基区域的等离子体行为也会影响芯部物理问题的研宄。??．－?＾Ｎ＞Ｓｓ，ｓｓ．??ｘ?零、ｒ＇４?，?＾??／?？？■?．＊?Ｍ?ｅｄｇ？?Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ??’?＊＊４ｐ？?ｂａｒｒｉｅｒ?■?＾??Ｏｒｖ＾＾ｒ?ｄｉｓｔａｎｃｅ?ｆｒｏｍ?ｃｅｎｔｒｅ??图１．２典型的Ｈ模放电压强剖面。图摘自［１０］??从１９８０年第一次发现Ｈ模放电以来［１１］，台基相关方面的研宄一直是Ｈ模??等离子体放电研宄的基础和关键。台基结构作为台基物理研究的主要组成部分，??在实验和理论模拟中对台基结构的研究从未间断。从分析实验中测量得到的温度??密度分布到研究压强台基结构，进而探索台基区等离子体不稳定行为；从开始主??要对Ｄ等离子体台基结构的研究，逐步进行Ｈ１和Ｈｅ等离子体台基结构的研究；??从最初通过理想磁流体力学理论解释实验中观察到的台基区等离子体行为，到近??些年利用这些物理理论发展模型来预测Ｈ模等离子体放电的台基结构；还有台??基结构变化与ＥＬＭ行为之间的相互影响，台基结构与芯部输运的相互作用等相??关研宄。以上这些都说明台基结构会影响Ｈ模放电整体等离子体行为，从而会??影响到聚变实验装置的整体性能。??台基结构的研宄已经成为Ｈ模等离子体实验、理论和模拟研宄的焦点之一。??本论文主要在探宄实验台基结构的过程中，改进了?Ｐ．Ｂ．?Ｓｎｙｄｅｒ等人发展的台基??结构预测模型ＥＰＥＤ，结合ＴＥＱ平衡程序和Ｓａｕｔｅｒ自举电流模型，在ＥＰＥＤ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Design of snowflake-diverted equilibria of CFETR[J]. 李航,高翔,李国强,罗正平,姚达毛,郭勇. Plasma Science and Technology. 2018(03)
[2]Realization of minute-long steady-state H-mode discharges on EAST[J]. 龚先祖,万宝年,李建刚,钱金平,李二众,刘甫坤,赵燕平,王茂,徐旵东,A M GAROFALO,Annika EKEDAH,丁斯晔,黄娟,张凌,臧庆,刘海庆,曾龙,林士耀,沈飙,张斌,邵林明,肖炳甲,胡建生,胡纯栋,胡立群,王亮,孙有文,徐国盛,梁云峰,项农. Plasma Science and Technology. 2017(03)
[3]我国超导托卡马克的现状及发展[J]. 李建刚. 中国科学院院刊. 2007(05)
[4]Physical Engineering Test and First Divertor Plasma Configuration in EAST[J]. 万宝年. Plasma Science and Technology. 2007(02)
博士论文
[1]托卡马克H模边界准相干模与无ELM运行模式研究[D]. 叶扬.中国科学技术大学 2018
[2]托卡马克电流爬升与稳态运行的集成模拟研究[D]. 吴木泉.中国科学技术大学 2018
硕士论文
[1]EAST托卡马克边界离子温度和旋转速度的实验研究[D]. 江堤.安徽大学 2017
本文编号：3480319
【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】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１托卡马克等离子体位形示意图
?第一章引言???的特征。相对于Ｌ模（低约束模式）等离子体，Ｈ模等离子体约束性能有所提高??并且可以储存更多的能量，这些影响在一定程度上都是由边界台基结构决定的。??另外，台基区域的等离子体行为也会影响芯部物理问题的研宄。??．－?＾Ｎ＞Ｓｓ，ｓｓ．??ｘ?零、ｒ＇４?，?＾??／?？？■?．＊?Ｍ?ｅｄｇ？?Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ??’?＊＊４ｐ？?ｂａｒｒｉｅｒ?■?＾??Ｏｒｖ＾＾ｒ?ｄｉｓｔａｎｃｅ?ｆｒｏｍ?ｃｅｎｔｒｅ??图１．２典型的Ｈ模放电压强剖面。图摘自［１０］??从１９８０年第一次发现Ｈ模放电以来［１１］，台基相关方面的研宄一直是Ｈ模??等离子体放电研宄的基础和关键。台基结构作为台基物理研究的主要组成部分，??在实验和理论模拟中对台基结构的研究从未间断。从分析实验中测量得到的温度??密度分布到研究压强台基结构，进而探索台基区等离子体不稳定行为；从开始主??要对Ｄ等离子体台基结构的研究，逐步进行Ｈ１和Ｈｅ等离子体台基结构的研究；??从最初通过理想磁流体力学理论解释实验中观察到的台基区等离子体行为，到近??些年利用这些物理理论发展模型来预测Ｈ模等离子体放电的台基结构；还有台??基结构变化与ＥＬＭ行为之间的相互影响，台基结构与芯部输运的相互作用等相??关研宄。以上这些都说明台基结构会影响Ｈ模放电整体等离子体行为，从而会??影响到聚变实验装置的整体性能。??台基结构的研宄已经成为Ｈ模等离子体实验、理论和模拟研宄的焦点之一。??本论文主要在探宄实验台基结构的过程中，改进了?Ｐ．Ｂ．?Ｓｎｙｄｅｒ等人发展的台基??结构预测模型ＥＰＥＤ，结合ＴＥＱ平衡程序和Ｓａｕｔｅｒ自举电流模型，在ＥＰＥＤ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Design of snowflake-diverted equilibria of CFETR[J]. 李航,高翔,李国强,罗正平,姚达毛,郭勇. Plasma Science and Technology. 2018(03)
[2]Realization of minute-long steady-state H-mode discharges on EAST[J]. 龚先祖,万宝年,李建刚,钱金平,李二众,刘甫坤,赵燕平,王茂,徐旵东,A M GAROFALO,Annika EKEDAH,丁斯晔,黄娟,张凌,臧庆,刘海庆,曾龙,林士耀,沈飙,张斌,邵林明,肖炳甲,胡建生,胡纯栋,胡立群,王亮,孙有文,徐国盛,梁云峰,项农. Plasma Science and Technology. 2017(03)
[3]我国超导托卡马克的现状及发展[J]. 李建刚. 中国科学院院刊. 2007(05)
[4]Physical Engineering Test and First Divertor Plasma Configuration in EAST[J]. 万宝年. Plasma Science and Technology. 2007(02)
博士论文
[1]托卡马克H模边界准相干模与无ELM运行模式研究[D]. 叶扬.中国科学技术大学 2018
[2]托卡马克电流爬升与稳态运行的集成模拟研究[D]. 吴木泉.中国科学技术大学 2018
硕士论文
[1]EAST托卡马克边界离子温度和旋转速度的实验研究[D]. 江堤.安徽大学 2017
本文编号：3480319
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