基于BOUT++的HL-2A准相干模模拟研究

发布时间：2025-03-18 04:23

　　高约束稳态运行模式对实现磁约束核聚变至关重要,高约束模式下台基约束和磁流体动力学不稳定性研究一直是关键物理问题。目前在各种托卡马克等离子体装置边缘局域模(ELMy)高约束H模放电期间,都在边缘台基位置发现了一种频谱宽度介于相干(coherent)和宽谱(broadband)之间的电磁扰动——准相干模(quasi-coherent modes)。准相干模与台基约束具有紧密联系,它随着台基的形成而产生,并随着ELM的爆发而消失。当前理论分析认为此准相干的扰动(quasi-coherent fluctuation)引起的湍流涨落能够增强等离子体输运,将台基区多余的等离子体粒子和能量从装置的边缘排出,从而维持托卡马克边缘台基的稳定。因此,对托卡马克装置高约束放电下准相干模的研究是当前一个十分重要的课题。最近,HL-2A托卡马克装置在ELMy H模放电期间也发现了准相干模的存在,其频率约为50kHz,极向波数约为0.6cm-1,并朝向等离子体内部传播。为了对HL-2A装置所观测的准相干模物理特性进行分析,本文将采用HL-2A真实磁场位形和等离子体参数,利用新开发的BOUT++电磁六场双流体模型进行...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１氘氚聚变反应过Ｓ??

较大的原子的核反应。在反应的过程中，将释放大量的能量。目前为止各个聚变??装置所利用的的聚变反应主要是通过氘（Ｄ）和氣（Ｔ）结合生成惰性气体氦（４Ｈｅ），??放出一个中子和大量的能量，如图１．１所示。具体反应式如下：??Ｄ?＋?Ｔ?—?４Ｈｅ（３．５２ＭｅＶ）?＋?ｎ（１４．０６....

图１．２磁镜装置原理示意图??

燃烧条件方式进行的。根据对等离子体进行约束的磁场位形的拓扑结构可将聚变??装置分为开端结构的磁镜和封闭型结构的托卡马克［２］?（ｔｏｋａｍａｋ）和仿星器％［４］??（ｓｔｅｌｌａｒａｔｏｒ）。磁镜装置如原理如图１．２所示，由于磁镜装置的两端有开放的磁??力线，等离子体会沿等开放的....

图１．５托卡马克装置原理图??

?子体物理学家斯必泽（Ｌ．?Ｓｐｉｔｚｅｒ）提出了?“８”字型的环向仿星器的磁约束聚变??装置，如图１．３所示。等离子体在此“８”字型装置中沿磁力线运动时，部分粒子??由于漂移造成的损失会部分抵消，减少了漂移的影响，但此位形的仿星器装置要??在工程上时实现却非常地困难。后来人们在....

图1.6单X零点偏泣摇位型示盘目

从图１．６可以看出，单Ｘ零点偏滤器位型将高温的等离子体与装置固体材料??开，将它们相互作用的区域移到了装置下部，远离芯部的等离子体。这样不仅??及时带走聚变反应产生的能量沉积，也可以在刮削层内充入杂质气体来辐射掉??分等离子体的能量，降低偏滤器靶板处的热负载，也可以屏蔽掉等离子体....

本文编号：4035997