低杂波驱动电流对撕裂模不稳定性的影响(英文)

用动力论和磁流体两个途径研究了低杂波驱动电流(LHCD)对撕裂模不稳定性的影响。线性动力论的结果表明:在碰撞区,由低杂波驱动出的快电子对撕裂模扰动的响应,导致了撕裂模的增长率和扰动层宽度的减小。从对托卡马克条件下低杂波驱动电流的数值模拟及解磁流体撕裂模方程可得出,低杂波驱动电流引起电流分布的变化并使有理面移动,从而导致撕裂模的Δ′值的变化。在多数情况下,撕裂模会因低杂波驱动电流而被抑制。但在文中所示的参数下,低杂波驱动电流在较高q_a值的等离子体中对撕裂模起增稳作用;而在较低q_a值的等离子体中有失稳作用。这一结果与实验观测结果定性相符。     

局部驱动螺旋电流对撕裂模不稳定性的影响

采用约化磁流体力学模拟方法,在托卡马克大环径比近似情况下,研究了局部驱动螺旋电流对撕裂模不稳定性的影响,分析了螺旋电流强度、螺旋电流径向沉积宽度以及螺旋电流加入时刻对m=2/n=1经典撕裂模发展过程的影响。研究结果表明：螺旋电流强度的增大和沉积宽度的变窄都会更有效地抑制经典撕裂模的发展,但过强的螺旋电流强度或较小的螺旋电流沉积宽度会引起翻转不稳定性;随着螺旋电流在经典撕裂模发展过程中加入时刻的推迟,其对撕裂模不稳定性的控制效果会越来越差。     

HT-6B托卡马克上的低杂波驱动电流实验

最近在HT-6B托卡马克上进行了低杂波驱动电流的实验研究工作。实验用的射频系统是由一个100kW、2.45GHz的功率源和一个多结天线组成的,此天线有相对窄的功率谱。实验中,在密度相对比较高的情况下得到了效率η～0.2(10~(19)m~(-2)kA/kW)。实验发现,低混杂波对磁流体力学的各种模的扰动和锯齿行为有非常强烈的影响。     

HT-6B托卡马克上的低杂波驱动电流实验(英文)

最近在HT-6B托卡马克上进行了低杂波驱动电流的实验研究工作。实验用的射频系统是由一个100kW、2.45GHz的功率源和一个多结天线组成的,此天线有相对窄的功率谱。实验中,在密度相对比较高的情况下得到了效率η～0.2(10~(19)m~(-2)kA/kW)。实验发现,低混杂波对磁流体力学的各种模的扰动和锯齿行为有非常强烈的影响。     

射频波电流驱动抑制双撕裂模不稳定性研究

采用不可压缩磁流体模型,在圆柱位形下研究了射频波电流驱动对双撕裂模不稳定性的影响。结果表明,托卡马克装置中沉积在有理面上的同向驱动电流能有效减缓3/1双撕裂模的发展。电流驱动幅值约占等离子体电流初始值的4%、驱动电流沉积宽度约为小环半径的7%时,抑制效果较好。此外,研究表明,在双撕裂模进入快速增长阶段前加入外部驱动电流,才能有效抑制撕裂模的磁爆发。     

电阻效应对托卡马克等离子体鱼骨模不稳定性的影响

通过自洽的内扭曲模理论讨论了电阻对鱼骨模的影响,分析了主等离子体及高能成分的不同参数区。指出以前的理论分析对于离子分支是不正确的。在(β_h,γ_(mhd))参数空间的稳定性条件分析证明:稳定区域结构比理想磁流体极限下得出的复杂得多;存在一个与电阻效应有关的弱不稳定模;电阻对高频分支鱼骨模影响不大。     

电阻效应对托卡马克等离子体鱼骨模不稳定性的影响

通过自洽的内扭曲模理论讨论了电阻对鱼骨模的影响,分析了主等离子体及高能成分的不同参数区。指出以前的理论分析对于离子分支是不正确的。在(β_h,γ_(mhd))参数空间的稳定性条件分析证明:稳定区域结构比理想磁流体极限下得出的复杂得多;存在一个与电阻效应有关的弱不稳定模;电阻对高频分支鱼骨模影响不大。     

从低杂波电子相互作用到低杂波离子相互作用的转折密度

在HL-1M托卡马克上,当等离子体密度大于4×10~(13)cm~(-3)时,成功地进行了可重复的低杂波离子加热实验。提出了一个基于离子朗道阻尼的模型来解释这些实验结果。主要考虑了波在等离子体中加热离子的垂直于环向磁场的电场远大于加热电子的平行于环向磁场的电场。在假定低杂波波谱上移后,由所提出的模型得到的从低杂波电子相互作用到低     

样条配置法解撕裂模方程

采用样条配置法数值求解环流器等离子体撕裂模方程。文中详细介绍了样条配置法的数学方法,并计算了m>1撕裂模稳定的等离子体电流剖面,拟合了HL-1托卡马克装置低q实验的电流剖面。     

用锯齿控制新经典撕裂模

新经典撕裂模(NTM)的开始取决于足够大的种子岛的存在。在欧洲联合环(JET)上证明，用长周期的锯齿能很容易地去稳NIMs，例如通过从离子回旋加热或电流驱动的锯齿致稳获得。这对于燃烧等离子体方案有着重要的意义，因为α粒子能强致稳锯齿。同样可以证明，通过刚好在反转半径外加热和电流驱动可去稳锯齿，这样在没有NIMs的情况下可获得较短的锯齿周期和较大的β值。     

样条配置法解撕裂模方程

采用样条配置法数值求解环流器等离子体撕裂模方程。文中详细介绍了样条配置法的数学方法,并计算了m>1撕裂模稳定的等离子体电流剖面,拟合了HL-1托卡马克装置低q实验的电流剖面。     

从低杂波电子相互作用到低杂波离子相互作用的转折密度(英文)

在HL-1M托卡马克上,当等离子体密度大于4×10~(13)cm~(-3)时,成功地进行了可重复的低杂波离子加热实验。提出了一个基于离子朗道阻尼的模型来解释这些实验结果。主要考虑了波在等离子体中加热离子的垂直于环向磁场的电场远大于加热电子的平行于环向磁场的电场。在假定低杂波波谱上移后,由所提出的模型得到的从低杂波电子相互作用到低杂波离子相互作用的转折密度不但与HL-1M上的实验结果相符合,也与其它托卡马克的实验结果相符合。计算结果表明转折密度随电子离子温度比的变化非常敏感。     

HT-7装置上充气对低杂波耦合影响的实验及分析

在低杂波（LHW）天线端口充D₂和CD₄,发现LHW的耦合效果能得到明显改善,充气后LHW的反射系数基本降为6%左右。不同窗口充气对波的耦合和等离子体密度的影响不同,其原因是改善耦合的关键是提高刮削层（SOL）内等离子体的密度。D₂与CH₄对LHW耦合影响的实验结果表明：D₂对LHW的耦合效果影响略好于CH₄,但D₂对等离子体密度的影响明显高于CH₄,原因是D₂对电子密度的贡献更大。     

流动不稳定性对CHF的影响

本文成功地训练了一个用于预测流动不稳定性条件下CHF的人工神经网络,利用所训练的人工神经网络,分析了流动不稳定性对无量纲因子F的影响规律.分析结果表明,系统压力对F的影响是非单值的;平均质量流速增大,总体上F也增大.还分析了流动不稳定性条件下系统主要参数对临界热流密度的影响.结果表明:当质量流速的振幅与平均质量流速的比增加时,CHF 减小;质量流速的振幅与平均质量流速的比不变时,随着周期增大,CHF减小.     

用螺旋场抑制多种模式的撕裂模

对共振螺旋场(RHF)抑制撕裂模进行了分析和数值计算。考虑了撕裂模之间的非线性相互作用。分析指出:不同模式的耦合可能使某些模式失稳,也可能使某些模式增稳。这与一定的条件有关。因为模式之间有相互作用,τ=2的RHF可以稳定所有的模式,在多种模式存在的情况下,τ=3的RHF是无效的,仅在单模近似下它能抑制m=3的模式。     

用螺旋场抑制多种模式的撕裂模

对共振螺旋场(RHE)抑制撕裂模进行了分析和数值计算。考虑了撕裂模之间的非线性相互作用。分析指出:不同模式的耦合可能使某些模式失稳,也可能使某些模式增稳。这与一定的条件有关。因为模式之间有相互作用,l=2的RHF可以稳定所有的模式,在多种模式存在的情况卜,l=3的RHF是无效的,仅在单模近似下它能抑制m=3的模式。     

输运与撕裂模相互作用下等离子体的时空结构

应用等离子体一维输运模型与撕裂模理论,对于不同的输运模型及托卡马克放电参数下撕裂模的演变进行了数值的研究。结果表明,能量过程是影响等离子体宏观稳定性行为的一个不可低估的重要因素。它们与磁流体稳定性的相互影响,会使其磁流体形态构成多种时间或空间结构;等离子体温度、密度等宏观参量也将表现出不同的时空特征。     

HL-1M装置锁模不稳定性研究

在大型托卡马克装置中,各种线圈安装的微小偏差将会引起严重的误差场不稳定性,导致锁模类大破裂,因此,锁模不稳定性是研究误差场不稳定性的基础。本文分析了HL-1M装置锁模不稳定性的产生条件及其特点,并提出抑制锁模不稳定性的参考建议。     

基于Qt的低杂波稳态数据发布软件设计

低杂波电流驱动是一种重要的托卡马克等离子体非感应电流驱动技术,各微波源电源和水冷系统的正常工作是低杂波系统正常运行的保障,实现低杂波系统稳态数据的及时发布具有重要意义。在Linux平台下,基于Qt的低杂波稳态数据发布软件实现了对稳态数据的及时发布,经测试,软件性能满足实验需求,因此该软件的设计是成功的。