托卡马克测地声模与漂移波色散关系的理论模拟研究

《托卡马克测地声模与漂移波色散关系的理论模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ博士学位论文馨把卡马克测地声棋与漂移波色散共糸的ｇ理抡模拟研免作者姓名杨尚川等禽子体物理学科专业平教梭谢钸林到教授导师姓名朱二〇一六年四刀完成时间？８神芩在尤大彥博士学位论文觀托卡马克测地声模与漂移波色散关系的理论模拟研究作者姓名：杨尚川学科专业：等离子体物理导师姓名：朱平教授谢锦林副教授一完成时间：二〇六年四月ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃ

2、ｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａＡ’ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｄｏｃｔｏｒｓｄｅｒｅｅｇＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＲｅｌａｔｉｏｎｏｆＧｅｏｄｅｓｉｃＡｃｏｕｓｔｉｃＭｏｄｅａｎｄＤｒｉｆｔｗａｖｅｉｎＴｏｋａｍａｋＡｕｔｈｏｒ：ＳｈａｎｃｈｕａｎＹａｎｇｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＰｌａｓｍａＰｈｓｉｃｓｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＰｉｎＺｈｕｐｇＰｒｏｆ．ＪｉｎｌｉｎＸｉｅＦｉｎｉｓｈｅｄＴｉｍｅ

3、：Ａｐｒｉｌ，２０１６中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研宄成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学，ｇ卩拥有学位论文的部分使用权：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文

4、编入《中，可以采用影印国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内一致容相。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。开□保密年：￣导师签名作者签名：木个－６丨、＼ｂＭ丨彳＼ｏ＼Ｓ，签字日期：Ｍ签字日期：摘要摘要一直以来都是领域内的在磁约束聚变实验装置中，对等离子体的有效约束核心课题。在以托卡马克为代表的高温磁化等离子体中，物质和能量的输运过程缺乏足够好的理论。具体地说，经典的输运理论不能解释实验中观测到的高输运系数；考虑

5、托卡马克装置的环效应的修正理论（新经典理论）仍与实验有，较大差距。目前普遍认为，托卡马克等离子体的输运与边界湍流有密切关系整个输运过程涉及到宏观流动与湍流的相互作用等复杂过程。托卡马克中湍流的一能量来源为漂移类不稳定性；而宏观流动中，种被称为带状流的宏观结构与边界湍流之间有密切的相互作用一。言以蔽之，对漂移波湍流和带状流的研究，与改善磁约束聚变装置中等离子体的约束密切相关。本论文的主要内容，正是围绕实验参数下漂移波和带状流的频率特性、两者在空间上的结构、非理想效应的影响等物理内容而展开的。本论文首先介绍了磁约束聚变装置的发展和现

6、状，阐明了论文中研宄的物理背景和现实意义。进而就论文的主要内容，着重对磁约束聚变装置中的漂移波和测地声模做了详细介绍，明确了这两个领域的发展现状和待解决的课题。这些内容对本论文的主题和背景给出了多层次的立体式的介绍。本论文首先对实验参数下的测地声模进行了详细研宄。测地声模是带状流一的支，在抑制湍流和反常输运的过程中扮演着非常重要的角色。在托卡马克一实验中，等离子体参数所处的范围与经典的理想模型有定差距。由于忽略了离子间的碰撞频率、杂质的存在等非理想效应，这些理想模型不能完全解释实验中观察到的结果，对包含了杂质和碰撞总体效。本

7、论文基于回旋动理学理论应的测地声模色散关系进行了系统研宂，。由理论导出的测地声模色散关系确，ＧＡＭ阻尼率随碰撞频率的非单调变化关系，定了在任意杂质含量时。同时明确了阻尼率的极值点随着杂质含量升高而降低的依赖关系。此理论模型同时给出了不同的碰撞效应以及朗道阻尼效应对ＧＡＭ本征频率的影响大小。结果显？示，除朗道阻尼较小外，离子离子碰撞与杂质引发的碰撞对ＧＡＭ的修正量级－相当，ＧＡＭ的。具体地说杂质引起的碰撞与离子离子碰撞对实频率有共同的？降低作用，，而对阻尼率的影响则相对复杂。在碰撞频率较低时杂质的碰撞增加ＧＡＭ阻尼率；而碰撞频率足够高

8、时，ＧＡＭ的阻尼率反而随着碰撞增强而降