外部驱动电流抑制双撕裂模不稳定性的研究

发布时间：2024-12-18 00:16

　　托卡马克位形中非单调q(安全因子)分布容易产生双撕裂模不稳定性。当双撕裂模不稳定性进入非线性发展阶段时,磁岛的宽度会呈指数增长,最终将导致等离子体的破裂,严重破坏了托卡马克装置的约束性能,研究双撕裂模不稳定性的抑制对磁约束等离子体的发展有重要意义。本论文在Hall MHD方程组中引入外部驱动电流效应,数值模拟研究外部驱动电流对双撕裂模不稳定性的影响。首先研究了不同位置及方向的外部驱动电流对撕裂模发展产生的影响,结果表明,在磁岛的X点加入反向驱动电流对双撕裂模的发展有明显的影响,但持续的驱动电流会使得抑制作用变化,需要采用周期形式的驱动电流。再次研究了外部驱动电流对进入非线性阶段的双撕裂模不稳定性产生的影响,结果表明,控制双撕裂模不稳定性必须在其进入非线性发展阶段之前。在磁岛的X点加入反向周期性驱动电流和O加入同向的驱动电流,结果表明,在磁岛的X点加入反向的周期性外部驱动电流要比在O点加入同向的周期性驱动电流对双撕裂模的控制效果更好。最后,研究了反向外部驱动电流的周期、宽度、加入时间以及强度等参数对双撕裂模的影响,结果表明,通过选择适当参量的外部驱动电流可以很好的控制双撕裂模不稳定性的发展...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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图1.1托卡马克装置及其磁场位形Fig1.1Tokamakequipmenandthemagneticconfigurationintokamakequipment目前我国建有EAST和HL-2A等处于国际先进水平的实验装置，同时我国也是国际热核聚....

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.2托卡马克有理面附近磁场位形换成平板位型下的剪切磁场位形[3Thetransformfrommagneticfieldneartheresonantsurfaceintokammagnetic由带电粒子构成的准中性粒子体系，具有很多区别于中性径[5]，等离....

图1.3磁场重联示意图

研究托卡马克等离子体的磁流体模型，由此发展出来的相关理论称为磁流体力学。磁流体力学不稳定性又称为宏观不稳定定性，其分类有很多种：第一种，根据不稳定性开始发展时，被约束等离子体的表面是否发生位移分为内模不稳定性和外模不稳定性。这种划分很直观，当等离子体的表面不发生移动时，表明不稳定....

图1.4初始磁场、电流和磁通的径向分布（x方向）曲线

平衡的极向磁场函数，磁通函数和初始电流函数如图1.4所示。其中B0y表示极向磁场函数沿径向分布，Ψ0为磁通函数沿径向分布，J0z为环向电流函数沿径向分布。

本文编号：4016746