EASTICRF天线电流带电磁分析

为了实现EAST托卡马克1000s以上的稳态先进模式运行的最终物理目标,两电流带双环共振(RDL)离子回旋共振（ICRF）天线被选择用来加热,电流带是ICRF天线关键部件,它通过近场区的耦合把能量传输到等离子体中。本文通过有限元方法对电流带在等离子体破裂和等离子体垂直位移事件两种工况下进行了电磁计算,给出了电流带感应电流密度大小分布情况、磁感应强度大小分布情况以及电流带所受的电磁力。利用电流带所受的电磁力作为载荷对电流带进行了结构分析,分析结果为验证电流带结构的可行性提供理论依据,分析方法对未来更高功率的ICRF天线电流带进行电磁分析具有一定的借鉴价值。     

Research on High Pressure Gas Injection As a Method of Fueling, Disruption Mitigation and Plasma Termination for Future Tokamak Reactors

High-pressure gas injection has proved to be an effective disruption mitigation tech- nique in DIII-D tokamak experiments. If the method can be applied in future tokamak reactors not only for disruption mitigation but also for plasma termination and fueling, it will have an attractive advantage over the pellet and liquid injection from the viewpoint of economy and engineering design. In order to investigate the feasibility of this option, a study has been carried out with relevant parameters for conveying tubes of different geometrical sizes and for different gases. These parameters include pressure drop, lagger time after the valve＇s opening, gas diffusion in an ultra-high vacuum condition, and particle number contour.     

ITER高温超导电流引线测试杜瓦设计与分析

为了满足国际热核聚变反应堆计划(ITER)高温超导电流引线测试需要的低温及真空工作环境,根据杜瓦设计的各项技术指标要求,设计了ITER高温超导电流引线的测试杜瓦结构。通过对外筒体进行了结构强度校核分析,确定了外筒体的结构设计方案。对冷屏及其冷却管进行了设计、选型及压差计算,确定了冷屏设计方案。通过对冷屏绝热支撑结构设计及热负荷计算,确定了冷屏的各项热负荷情况。各项计算结果均满足要求,同时并对该ITER高温超导电流引线测试杜瓦成功进行了制造和测试。     

基于RELAP5的CFETR氦冷陶瓷增殖包层模块热工安全分析

本文对中国聚变工程实验堆(CFETR)氦冷陶瓷增殖(HCCB)包层进行热工安全分析。采用大型反应堆瞬态分析程序RELAP5对HCCB包层建模,并进行稳态分析和假设事故的模拟。计算结果表明,CFETR HCCB包层在真空室内氦气泄漏和增殖区盒内氦气泄漏事故中均未出现结构材料熔化,同时各部分的压强变化情况均未超出设计阈值,包层系统在事故发生后均能有效快速地排出余热。CFETR HCCB包层的设计满足热工安全方面的要求。     

Electromagnetic–thermal–structural coupling analysis of the ITER edge localized mode coil with fiexible supports

In a fusion reactor, the edge localized mode (ELM) coil has a mitigating effect on the ELMs of the plasma. The coil is placed close to the plasma between the vacuum vessel and the blanket to reduce its design power and improve its mitigating ability. The coil works in a high-temperature, high-nuclear-heat and high-magnetic-field environment. Due to the existence of outer superconducting coils, the coil is subjected to an alternating electromagnetic force induced by its own alternating current and the outer magnetic field. The design goal for the ELM coil is to maintain its structural integrity in the multi-physical field. Taking as an example the middle ELM coil (with flexible supports) of ITER (the International Thermonuclear Fusion Reactor),an electromagnetic–thermal–structural coupling analysis is carried out using ANSYS. The results show that the flexible supports help the three-layer casing meet the static and fatigue design requirements. The structural design of the middle ELM coil is reasonable and feasible. The work described in this paper provides the theoretical basis and method for ELM coil design.     

长江水位下降及降雨条件下荆江河段岸坡渗流特性研究

为了研究荆江河段岸坡土体的渗流特性及失稳机理,对荆江中州子护岸工程段河岸土样做了渗透系数和土水特征曲线室内试验,并基于Van Genuchten模型对土水曲线的试验结果进行拟合。在获得土体水力参数的基础上,根据该河段岸坡二元结构土体的特点,基于饱和—非饱和渗流理论,探讨了水位下降及降雨条件下岸坡不同粘性土层厚度对岸坡渗流场的影响规律。结果表明,地下水的下降速率随粘性土层厚度的增加而减少;粉质粘土层厚度越大,降雨对岸坡孔压场的影响范围也越大,且在一定程度上增大了土体的暂态饱和区,不利于岸坡的稳定性。     

HT-7U放电真空室支撑结构的设计和应力分析

结合ＨＴ－７Ｕ超导托卡马克核聚变装置中等离子体运行特点,提出了一种低刚性支撑结构作为放电真空室的本体支撑,并借助ＣＯＳＭＯＳ／Ｍ大型有限元分析程序,进行了全面的校核和应力分析,为结构的进一步研制提供了理论依据。     

基于单纯形法的回旋加速器平衡轨道求解

通过引入描述轨道闭合程度的目标函数,本文将求解回旋加速器平衡轨道的物理问题转换为求目标函数极小值的数学问题,利用单纯形法找到目标函数的最优解,从而实现了平衡轨道求解。该方法可在给定初始动能、初始方位角、初始半径、初始径向动量中任意两个量的条件下求解相应的平衡轨道。     

EAST装置ICRF天线电特性分析与优化研究

射频波加热是磁约束核聚变装置的重要加热方式.本论文基于 EAST 装置离子回旋共振(ICRF)加热天线结构和运行参数,运用高频分析方法对 ICRF天线开展电特性分析模拟,获得 ICRF天线射频电势和电场分布特性,初步评估了天线电特性.基于天线电场分布特性和分析结果,从天线结构和运行相位两方面对 ICRF天线电特性进行了...     

SC200超导回旋加速器磁场垫补方法研究

考虑磁铁材料的非线性、不均匀性以及有限元数值计算的精度有限,在设计主磁铁时都留有一定裕量,在完成磁铁加工组装后,根据磁场的实际测量结果对磁铁进行垫补获得理想的目标磁场分布,这样可以保证工程稳妥实施。因此磁铁垫补是加速器主磁铁设计制造的一个重要环节。本文基于SC200主磁铁模型,利用有限元分析软件TOSCA,首先研究了不同的磁极切削参数对中平面主磁场的响应影响;其次考虑到相邻切槽对中平面磁场影响的叠加效应,从理论上推导出一种求解垫补量的方法;最后通过模拟的方法验证了磁场垫补的可行性,为将来实际磁场垫补提供了有效的依据。