局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响

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1、局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响分类号学校代码10255UDC学号2151397东华大学硕士学位论文局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响InfluenceoflocalheatsourceonthermaltransportofmagneticislandAndItseffectontheinstabilityofthetearingmode姓名刘勇强指导老师査学军副教授东华大学理学院申请学位级别硕士学科专业名称物理学论文提交日期2017年12月论文答辩日期2018年1月培养单位东华大学理学院应用物理系学位授予单位东华大学答辩委员

2、会主席I局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响II局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响III局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响摘要存在于托卡马克等离子体中的诸如各种形式的背景热源、局域热源等，对磁岛以及撕裂膜的影响越来越引起人们的注意。本文采用数值模拟的方法求解磁岛的能量热输运方程，来对磁岛内电子温度分布、等离子体热输运的反常行为等进行研究。由于平行热输运在磁岛内产生附加热输运效应会增强径向热输运r，在有理面处达到最大值，本文将以磁岛宽度与临界磁岛宽度比w/wc为关

3、键参数，研究横越磁岛的径向热输运r和平行热输运的这种关系。在4w/wc1时，r/与(w/wc)成正比，在w/wc3时，r/与2(w/w)也成比，这两个范围间存在一个过渡缓冲区域，在该区域范c围内这种变化放缓。由于电子回旋共振加热（ECRH）具有良好的局域加热特性，因此，本文用数值方法，在磁岛内应用局域高斯热源对ECRH加热进行了初步模拟，将能量沉积在磁岛有理面处附近区域，通过对比仅存在背景热源、同时存在背景热源和局域高斯热源这两种情况，研究发现在单磁岛中加入局域高斯热源将能有效提高磁岛O点和磁岛X点之TTe(o)e(x)间温度差Te，

4、并且能减小单磁岛对等离子体能量约束的Te(x)不利影响。IV局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响如果两相邻的磁岛相互重合叠加最终会形成无规磁场，对比了在无规磁场中有、无局域高斯热源这两种情况后，发现无规磁场内加入局域高斯热源会使得磁岛O点和磁岛X点之间温度扰动Te获得比较大地提升，抑制无规磁场对等离子体能量约束的不利影响。关键词：磁岛；热输运；局域高斯热源；ECRH加热V局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响InfluenceonlocalheatsourceonthermaltransportofmagneticislandAndI

5、tseffectontheinstabilityofthetearingmodeABSTRACTThestudyofthethermaltransportinTokamakplasmaisoneoftheimportantcontentsoftheanomalousheattransport,andtheratiow/wcofthecriticalmagneticislandwidthandthemagneticislandwidthisanimportantparameterinthestudyofthermaltransport.Astheparallelh

6、eattransportinthemagneticislandtoproduceadditionaltransporteffectwillenhancetheradialheattransport,themaximumvalueisreachedattherationalsurface.whenw/wc1,r/isproportionalto42(w/wc),thenw/wc3,r/isalsoproportionalto(w/wc),thereisatransitionbetweenthetworegion,thischangeisslowed

7、down.Astheelectroncyclotronresonanceheating(ECRH)hasagoodlocal.Inthispaper,thenumericalmethodsisusedtosimulateECRHheatingwiththelocalGaussianheatsourceinthemagneticisland.WhilethereisabackgroundheatsourcewiththelocalGaussianheatsource,itisfoundthataddingalocalGaussianheatsourceinasin

8、glemagnetici