J-TEXT托卡马克低模数磁流体不稳定性实验研究

发布时间：2021-12-25 07:35

　　在托卡马克等离子体的研究中,磁流体力学是描述等离子体行为最简单及实用的理论。在此体系中,当等离子体处在非热力学平衡态时,其内部存在着可以转换成扰动能量的自由能,这些扰动在合适的条件下会发展成为大幅度的集体运动。等离子体中这种集体运动就称为磁流体不稳定性（MHD）。在托卡马克等离子体中,存在着各种不稳定性,如理想磁流体不稳定性,以及考虑电阻效应后的非理想磁流体不稳定性。在J-TEXT托卡马克上,我们通常能观察到的是撕裂模这类非理想磁流体不稳定性。撕裂模使得磁场拓扑结构发生改变,形成螺旋磁岛结构,并使得磁岛内部的粒子和能量的径向输运增强,进而使得磁岛内的等离子体密度、温度展平,等离子体的约束变坏。其中尤以低模数的撕裂模危害最大,严重的会导致破裂,影响托卡马克的运行。更为复杂的是不同模式的撕裂模以及撕裂模与其他磁流体不稳定性的相互作用,都会对等离子体的稳定运行产生不同程度的影响。因此,本文对J-TEXT托卡马克装置上出现的各种低模数磁流体不稳定性行为展开实验研究。本文首先对撕裂模、锯齿不稳定性的理论进行了综述。随后介绍了J-TEXT装置上用于研究MHD不稳定性的诊断方法,如软x射线阵列、磁探... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 本文研究内容
2 托卡马克中撕裂模与锯齿不稳定性的理论综述
    2.1 磁流体不稳定性概述
    2.2 托卡马克位形中理想磁流体力学平衡
    2.3 撕裂模不稳定性
    2.4 锯齿不稳定性
3 J-TEXT上低模数磁流体不稳定性的实验观测及分析
    3.1 J-TEXT托卡马克
    3.2 超声分子束注入系
    3.3 实验观测手段简介
    3.4 磁流体不稳定性的时空特性分析
4 锯齿不稳定性行为研究
    4.1 复合锯齿行为研究
    4.2 杂质注入下软x射线中心道反锯齿行为研究
5 超声分子束注入下撕裂模分叉现象的实验研究
    5.1 实验观察背景
    5.2 超声分子束注入下撕裂模不稳定性分叉的实验结果
    5.3 撕裂模不稳定性的分叉机制探讨
6 J-TEXT上锯齿与撕裂模的相关性实验研究
    6.1 实验研究背景
    6.2 锯齿不稳定性与撕裂模之间的模式转换
    6.3 锯齿不稳定性与多模式撕裂模的共存
    6.4 数值模拟结果
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文


【参考文献】：
博士论文
[1]J-TEXT等离子体电子密度诊断系统的建立[D]. 高丽.华中科技大学 2009

硕士论文
[1]弹道靶尾迹微波扫频干涉仪诊断系统设计[D]. 何昌委.电子科技大学 2003



本文编号：3552051