本论文主要研究了带状流在托卡马克中高约束模到低约束模转换中的能量份额的变化以及测地声模导致的密度涨落的环向对称特性。托卡马克等离子体中的带状流是极向环向对称的静电势涨落,且在径向上有传播。理论研究表明带状流在调节湍流幅度,改善输运以及触发L-H转换及H-L转换中起着重要的作用。带状流根据频率的高低,分为两个分支：低频带状流(Low frequency Zonal Flow, LFZF)和有限频率的测地声模(Geodesic Acoustic Mode, GAM),本论文的重点就是低频带状流在H-L转换中能量份额的变化以及测地声模导致的密度涨落的环向对称性及幅度等。理论和模拟研究表明：带状流从背景湍流中获得能量,降低背景湍流的幅度；同时又通过E×B流剪切调制背景湍流,从而降低湍流的径向相关长度,这两个过程都起到抑制湍流,改善输运的作用,漂移波湍流和带状流共同构成了自调节系统,称为漂移波-带状流系统,这个概念现在已经被广泛接受,在磁约束聚变研究中,带状流起着及其重要的作用。理论上Diamond等人使用猎物-捕猎者模型来解释L-H转换以及L-I-H转换,模型包括了带状流,平均流和漂移波湍流这三者,得到的模拟结果和实验定性符合。Kagan等人分析了台基区的带状流,结果表明强的径向电场可以极大地减小新经典极化效应对带状流的屏蔽,这也意味着台基区带状流可以占有很大的能量份额。本论文实验是在东方超环EAST以及合肥超环HT-7装置上完成的。在EAST装置上使用了新设计的探针系统,包括耙式探针,两台阶7针探针阵列,以及12针探针阵列,在托卡马克的环向,极向和径向同时测量,验证了低频带状流在H模阶段的存在,把握L-H转换及H-L转换的时刻,测得低频带状流占总能量份额随时间的演化,发现在Elmy-free阶段低频带状流占总能量份额很大,而在L模阶段能量份额较小。还研究了密度涨落和径向电场涨落的相位关系,结果表明径向电场涨落领先于密度涨落,分析Elmy-free阶段Dα信号上准周期振荡是不是低频带状流。还发现在L-H转换后一段时间出现高频相关模,频率为50kHz左右,以及其倍频。在HT-7装置上使用2套环向分布的四探针阵列来研究测地声模导致的密度涨落分量的环向对称特性,并得到密度涨落的幅度,定性和理论预言的密度涨落幅度一致。使用双谱分析方法以及包络分析方法研究了测地声模和背景湍流密度涨落之间的非线性相互作用,得到了测地声模电势涨落和背景湍流电势涨落的包络的反相位关系,得到了测地声模密度涨落和背景湍流密度涨落的包络的π/2的相位关系。