漂移动理学阻尼和等离子体剪切流对CFETR中电阻壁模影响的数值研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:saarelff
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
托卡马克装置是成功实现聚变能发电最有希望的磁约束装置之一。中国聚变工程试验堆CFETR是中国聚变发展路线上的下一个托卡马克装置。在托卡马克装置运行过程中,宏观磁流体不稳定性会严重影响聚变装置的比压进而影响装置的经济效益。而外扭曲模(external kink mode简称XK)作为其中最重要的不稳定模式,会严重影响装置的稳态运行。研究表明,距离等离子体边界较近的电阻为零的理想导体壁可以完全抑制托卡马克中的外扭曲模。但是,在现实中并不存在电阻为零的理想导体壁,导体壁中会有有限电阻,被称之为电阻壁。当采用电阻壁对外扭曲模进行抑制时,由于导体壁中有有限电阻,会有残余不稳定性,称为电阻壁模(resistive wall mode简称RWM)。电阻壁模的时间尺度比外扭曲模长很多,为磁场在导体壁中扩散的时间尺度,大约在微秒量级。对于聚变装置,电阻壁模是必须面对的宏观磁流体不稳定性。本文基于13MA CFETR稳态运行平衡,利用MARS-K程序进行了电阻壁模稳定性的研究。抑制电阻壁模的主要途径有主动控制和被动控制两种。本文研究被动控制对电阻壁模的抑制作用。被动控制是指电阻壁模与各种耗散发生共振阻尼来控制电阻壁模增长的方法。本文主要研究两种耗散对电阻壁模的抑制作用,即研究平行离子声波和捕获热粒子的进动漂移运动对电阻壁模的抑制作用。本论文安排如下。第一章简要介绍了聚变能源的背景和研究不稳定模式的必要性。核聚变产生的能源具有安全、清洁、可持续等优点,是理想能源的最佳选择。发生核聚变反应需要满足劳森判据。对于磁约束聚变装置,能量约束时间需要达到秒的数量级。而聚变装置中的宏观磁流体不稳定性会影响装置的稳态运行,严重时会导致放电终止。第二章主要介绍了本文所用的MARS-K程序、后文会用到的动理学系数?_D、CFETR13MA稳态运行平衡以及研究中会用到的三种不同的等离子体旋转剖面,即均匀流剖面、与国际热核聚变实验堆ITER设计位形类似的等离子体旋转剖面和CFETR等离子体流剖面。第三章只考虑平行离子声波对电阻壁模的抑制作用,研究了平行粘滞系数,等离子体比压和旋转对电阻壁模的影响。同时还研究了三种不同的旋转剖面对RWM的作用。第四章仅考虑捕获热粒子的进动漂移运动对电阻壁模的抑制作用,研究了?_D、等离子体旋转和等离子体比压对RWM的作用。并且发现在比压比较大时,会存在两支动理学根。最后给出了本文的结论与展望。
其他文献
令N表示全体非负整数集合,对于给定非负整数n以及集合A(?)N,令R1(A,n),R2(An),R3(A,n)分别表示方程a+a’=n,a,a’∈ A,a+a’=n,a,a’ ∈ A,ar>0是整数.若集合A,B C N满足AUB=
计数数据常存在多个领域中,例如:保险、风险控制、心理学、生物医学和公共健康等,它是一类常见的离散型数据.而我们常用泊松回归模型,负二项分布回归模型等来研究计数数据.然而在计数数据中,零一出现的频率远远高于泊松回归模型中的零一的概率,因此我们把这类数据称作零一膨胀数据.若我们还用原来的方法来研究零一膨胀数据,那么将出现很大的偏差,因此近些年提出了零一膨胀模型(ZOIP)来拟合研究这类数据.本文主要用
一直以来,非线性光学将开发具有更大的非线性光学效应的材料作为一个长期目标,介质中巨大的光学非线性性质对于其广泛的应用尤为重要,例如显微镜,全光数据处理和量子信息等。在与块体形状的相类似材料相比较时,半导体纳米结构由于本身自带的量子尺寸效应而具有巨大的非线性,引起了人们相当大的兴趣,这对于开发非线性光学纳米器件特别重要。在半导体量子系统中,球形穹顶纳米壳与它们的壳体或球体的同类物相比时,显示出其各向
近些年来,随着信息技术改革,半导体产业也随之获得很大发展。微电子制造越来越追求轻小化、多功能与低成本,三维硅通孔技术因其集成密度高、制造成本低而随之受到人们的重视
环上广义逆作为环论的重要研究内容.其理论和方法在数学的众多领域有着广泛的应用.在广义逆的研究过程中涌现出一些重要的广义逆,如Drazin逆.称环R中的元素a有(广义)Drazin逆,如果存在元素.x ∈ R满足xax=x,xa=ax且a-a2x是(拟幂零元)幂零元,此时称x是a的(广义)Drazin逆.(广义)Drazin逆与(拟polar元)强π-正则元密切相关.本文主要研究广义强Drazin逆
我国土壤重金属污染问题日益严重,不容忽视。水稻作为我国最主要的粮食作物,其产区主要分布在以Pb/Cd复合污染为主的长江以南地区。土壤中的Pb、Cd会影响植物的正常生长,并且
海底管道作为海洋工程运输系统中的重要组成,是“海洋石油生命线”。非粘结柔性管作为海底管道中的一种,由于在恶劣海洋环境下所表现出的良好特性(如自身重量低、安装成本低
黄土高原自退耕还林(草)措施实施以来,土地利用和植被覆盖发生了巨大变化,小流域的侵蚀环境得到实质性改善,水土流失得到了有效遏制。然而,当植被恢复后的小流域遭受持续强降
近些年来量子力学广受关注,对量子力学中的散射现象[1]研究也尤为重要。散射理论中的(e,2e)反应[2]是其最简单的一种情况,它指的是入射电子与靶粒子发生碰撞,使靶粒子中的一个
化石能源的枯竭及其对环境的污染促使人们开发新能源。聚变能渐渐地进入到人们的视野里,托卡马克装置也被认为是最有希望实现聚变能的装置。钨以其高熔点、高热导率、良好的