托克马克等离子体转动速度仿真

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可控核聚变是解决人类未来能源问题的有效途径,托克马克是可控核聚变方法中,最有希望首先获得成功的。本文采用磁流体力学方法,以J-TEXT装置实验数据为依据,模拟仿真了等离子体中转动速度和波模的分布,具体内容包括:  (1)利用Shafranov方程,进行二维拟合,得到了与压强的径向与角向梯度相比对等离子体平衡影响很小的平衡流的分布。并与新经典理论相结合,得到了环向速度分布,与目前实验上测得的等离子体环向转动速度相吻合。  (2)利用所得到的平衡流分布,修正了之前的低杂波注入对等离子体转动影响的理论,并对结果进行数值仿真,合理的解释了之前低杂波注入实验上出现的剪切和反剪切位形。并通过模拟仿真低杂波不同注入位置和注入宽度对流场位形的影响,对低杂波注入实验的设计起到一定的理论指导意义。  (3)利用磁流体力学方程分别计算等离子体电阻和粘滞效应对测地声模和带状流的影响,首次在计算中得到了测地声模和带状流的分化结果和衰减项。并对结果做无量纲化处理,以期对更多的实验装置特别是ITER的未来建设起到借鉴和对照作用。  (4)在多粒子体系条件下对等离子体转动理论的应用进行了拓展和修正,并对粘滞作用,特别是回旋粘滞在等离子体转动体系中所起的作用进行了重新考虑,得到了新的有粘滞作用的多粒子体系下新经典理论方程体系,为进一步模拟多粒子体系下等离子体转动速度提供了理论基础。
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