等离子体平衡位形论文-陶宝泉

等离子体平衡位形论文-陶宝泉

导读:本文包含了等离子体平衡位形论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:等离子体磁约束,多极Galatea磁阱,磁流体动力学,平衡反演

等离子体平衡位形论文文献综述

陶宝泉[1](2018)在《多极Galatea磁阱等离子体平衡性与磁场位形研究》一文中研究指出受控热核聚变的关键问题之一是如何约束高温等离子体。多极Galatea磁阱是一种紧凑型磁约束装置,具有结构简单、稳定性好、比压高等优点。多极Galatea磁阱是利用浸入在等离子体中的多个通电导体所产生的磁场来实现约束,装置中的等离子体是否能达到稳定的宏观平衡,是满足劳森判据的前提,而磁场位形则是影响等离子体稳定平衡约束的关键因素。基于此,本文围绕多极Galatea磁阱等离子体宏观平衡和磁场位形两个层面开展研究。其中,宏观平衡研究包括动态平衡特性分析以及静态平衡特性分析;磁场位形研究包括磁阱磁场位形的优化设计以及磁场与等离子体参数的关系。为了研究等离子体的宏观动态平衡特性,本文以流体的连续方程、动量方程、能量守恒方程和电磁场方程为基础,建立了多极Galatea磁阱二维等离子体磁流体数学模型,通过仿真求解,获得了等离子体的动态分布特性以及等离子体动态平衡过程所造成的接触损失机制。为了减少接触损失,提出了向盲鳗线圈中通入线性递增电流,以减少盲鳗线圈附近区域等离子体数密度的方法。为了验证所提方法对多极Galatea磁阱的适用性,对所建立的二维磁流体模型进行了仿真,分析了盲鳗线圈中通入不同递增速率的线性递增电流对等离子体动态平衡过程的影响。在装置调试和运行时,为了实现对等离子体的平衡控制,需要准确地知道等离子体的平衡位形,因此需要研究等离子体静态平衡性问题。本文在建立多极Galatea磁阱等离子体静态平衡模型的基础上,给出了基于求解GradShafranov平衡方程实现等离子体平衡计算及反演的方案。在该方案中,建立了等离子体电流密度分布模型,计算获得了磁阱及等离子体参数对平衡位形稳定性的影响规律,给出了设计垂直磁场线圈参数的方法,提出了基于Green函数边界法与FDM内网点法相结合实现Grad-Shafranov平衡方程快速求解的方法。同时,还引入了最小二乘拟合法,结合磁探针测量数据,实现了等离子体电流密度分布模型的参数确定和等离子体电流修正。仿真计算得到了多极Galatea磁阱的内部磁面分布、等离子体电流分布和等离子体压强分布等。实验结果验证了平衡反演的有效性。为了更稳定地约束等离子体,需改善多极Galatea磁阱装置中等离子体的能量分布,获得更合理的磁阱装置设计参数和更高的约束性能。本文在对磁阱特征参数进行详细分析的基础上,建立了以盲鳗线圈电流为设计变量,以外部盲鳗线圈轴向电磁力、弱磁场区面积和磁阱深度为优化目标的多目标优化函数。针对不同的障壁磁场,选定不同的权重系数,利用改进的多种群遗传算法MPGA进行寻优设计,并利用所构建的磁流体模型对优化前后的磁场位形和等离子体分布情况进行了仿真。仿真结果验证了所提优化方法的可行性和有效性。在装置调试和运行时,为了快速反馈磁阱中等离子体的实时参数,本文在对多极Galatea磁阱中等离子体的逆磁效应进行详细分析的基础上,提出了利用等离子体逆磁电流计算等离子体分界面处压强、能量约束时间和温度等参数的方法。该方法通过对多极Galatea磁阱进行二维磁流体建模和仿真分析,总结出逆磁电流的分布特点,对其进行合理的区域划分,进而建立逆磁电流与等离子体参数之间的数学模型。通过逆磁测量系统的测量结果和所提数学模型,仿真计算得到了障壁磁场对等离子体关键参数的影响规律。通过实验测量结果与仿真计算结果的对比,验证了所提方法的可行性和有效性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01)

钟翊君,龚学余,龚蕾,李新霞,尹陈艳[2](2016)在《等离子体电流反向平衡位形中带电粒子运动的数值模拟研究》一文中研究指出本文采用数值方法求解Grad-Shafranov方程获得CT-6B交流放电实验总电流过零时的平衡位形和磁场分布,进而结合粒子在磁场中的运动方程,模拟氘离子在该平衡位形中的运动轨迹,统计氘离子的损失率与损失位置。结果表明:总电流过零时刻的平衡位形为内外两侧电流反向平衡位形,在强、弱场侧各存在1个磁岛,电流在磁岛附近取极值;位于强场侧的粒子几乎不损失,弱场侧的粒子在径向位置很大时存在损失,越靠近边界损失率越高;损失位置基本上位于赤道面以下并在最底部达到极值;随初始角变大,氘离子轨迹由通行轨迹变成损失轨迹再向香蕉轨迹演变。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2016年11期)

钟翊君,龚学余,李新霞,李景春[3](2016)在《托卡马克等离子体不同平衡位形下的电子回旋波电流驱动》一文中研究指出在给定的等离子体总电流和中心电流密度条件下,数值求解平衡方程,求出不同拉长比和叁角形变因子的托卡马克等离子体温度、密度、磁场分布,然后通过求解波迹方程和Fokker-Planck方程,分别计算这些位形下的电子回旋波波迹和电流驱动.结果表明:电子回旋波X模从顶部发射时,随着拉长比的增大,波迹会向弱场侧偏移.电子回旋波X模从弱场侧发射时,电子回旋波在等离子体中传播沉积的功率份额随着拉长比的增大而增加,驱动电流位置随着叁角形变因子的增大向等离子体中心移动.驱动电流位置随环向和极向发射角的减小向中心移动,对应的电流密度峰值也变大.(本文来源于《计算物理》期刊2016年04期)

王吉峰,马腾才[4](1990)在《长环等离子体平衡位形的稳定性研究》一文中研究指出1981年V.M.Glagolev等人首次提出一种含有直线段的长环等离子体平衡位形(Drakon)的新概念,这种长环等离子体平衡位形包括两个长的较小磁场的直线段和两端由较强磁场的曲线平衡段连接。在每一个曲线平衡段,Pfirsch-Schlüter电流由于曲线平衡段轴曲率矢量的方向改变而补偿,因此Pfirsch-Schlüter电流是闭合的,不流进直线段,(本文来源于《核聚变与等离子体物理》期刊1990年02期)

等离子体平衡位形论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文采用数值方法求解Grad-Shafranov方程获得CT-6B交流放电实验总电流过零时的平衡位形和磁场分布,进而结合粒子在磁场中的运动方程,模拟氘离子在该平衡位形中的运动轨迹,统计氘离子的损失率与损失位置。结果表明:总电流过零时刻的平衡位形为内外两侧电流反向平衡位形,在强、弱场侧各存在1个磁岛,电流在磁岛附近取极值;位于强场侧的粒子几乎不损失,弱场侧的粒子在径向位置很大时存在损失,越靠近边界损失率越高;损失位置基本上位于赤道面以下并在最底部达到极值;随初始角变大,氘离子轨迹由通行轨迹变成损失轨迹再向香蕉轨迹演变。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

等离子体平衡位形论文参考文献

[1].陶宝泉.多极Galatea磁阱等离子体平衡性与磁场位形研究[D].哈尔滨工业大学.2018

[2].钟翊君,龚学余,龚蕾,李新霞,尹陈艳.等离子体电流反向平衡位形中带电粒子运动的数值模拟研究[J].原子能科学技术.2016

[3].钟翊君,龚学余,李新霞,李景春.托卡马克等离子体不同平衡位形下的电子回旋波电流驱动[J].计算物理.2016

[4].王吉峰,马腾才.长环等离子体平衡位形的稳定性研究[J].核聚变与等离子体物理.1990

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