ICRH天线发射端与等离子体相互作用研究

发布时间：2022-08-10 18:27

　　离子回旋共振加热（ICRH）是托卡马克中一种重要的辅助加热方式，它能有效加热等离子体中的离子成分，同时也能够控制等离子体的环向转动和改善等离子体约束。开展ICRH加热天线研究对于实现聚变点火条件和等离子体高性能运行具有重要的意义。本文研究了ICRH天线对等离子体加热过程中，其发射端与等离子体相互作用过程的耦合效率问题，并计算了法拉第屏上的电磁力分布。首先，利用动力学方程和麦克斯韦方程研究托卡马克等离子体的色散关系，以及在托卡马克等离子体中心离子温度达到1.5keV （此时等离子体中离子与电子的碰撞频率很小）和离子分布为麦克斯韦分布时，离子回旋阻尼与天线发射谱的关系；其次，采用等离子体分层模型和W.K.B近似方法，推导出离子回旋波在托卡马克等离子体的表面功率反射系数、吸收衰减与离子回旋共振加热（ICRH）天线发射谱n_//的关系，数值模拟了先进超导托卡马克（EAST）工作在两种典型的磁场强度下，不同天线发射谱n_//对快波少数离子加热的效果；再次，用时域有限差分法（FDTD）计算托卡马克等离子体运行在圆截面位形和D截面位形（此位形有利于实现等离子体... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要内容
第二章 ICRH 天线发射谱对快波少数离子加热效果的影响
    2.1 色散关系
    2.2 几何光学法
    2.3 离子回旋波与等离子体相互作用
    2.4 数值计算结果与分析
    2.5 本章小结
第三章 非圆截面位形下 ICRH 天线法拉第屏上电磁力分布
    3.1 丝电流法确定等离子体边界的基本原理
    3.2 计算模型
    3.3 时域有限差分（FDTD）方法
    3.4 数值计算结果与分析
    3.5 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
发表论文及科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]托卡马克中快波电流驱动下全波方程的数值求解[J]. 刘燕,龚学余,杨磊,彭晓炜,尹岚.  计算物理. 2012(03)
[2]EAST ICRF天线法拉第屏蔽的热-结构分析[J]. 杨庆喜,宋云涛,武松涛,王成浩,赵燕平.  原子能科学技术. 2011(06)
[3]EAST ICRF天线法拉第屏蔽的电磁分析[J]. 杨庆喜,宋云涛,武松涛,赵燕平.  核聚变与等离子体物理. 2011(02)
[4]Current Status of ICRF Heating Experiments on EAST[J]. 张新军,赵燕平,毛玉周,袁帅,薛迪冶,汪磊,丁家义,秦成明,琚松青,程艳,王成浩,沈俊松,宋云涛,林毅君.  Plasma Science and Technology. 2011(02)
[5]托卡马克中ICRH天线的优化设计[J]. 杜丹,龚学余,刘文艳,李伟军,尹岚,陈铀.  核聚变与等离子体物理. 2011(01)
[6]EAST-ICRH发射机宽频阻抗匹配网络的研究及实现[J]. 赵洪亮,毛玉周,陈根.  核电子学与探测技术. 2010(02)
[7]用丝电流方法快速识别HL-2A等离子体边界[J]. 李强,宋显明,张锦华,杨青巍,李芳著,罗萃文,毛苏英,潘莉.  核聚变与等离子体物理. 2004(03)
[8]HL-1M装置等离子体与ICRH发射天线的相互作用[J]. 赵培福.  核聚变与等离子体物理. 2003(01)
[9]电磁波在磁化等离子体上的反射特性研究[J]. 杨华,时家明,凌永顺.  电波科学学报. 2001(02)
[10]快波加热的天线设计[J]. 朱学光,匡光力,赵燕平,李有宜,谢纪康.  计算物理. 2000(06)

硕士论文
[1]电磁波在等离子体中的吸收衰减[D]. 陆建萍.北京理工大学 2004



本文编号：3674134