HT-7超导托卡马克边缘涨落谱特征及湍流输运研究

用郎缪尔三探针对HT-7超导托卡马克边缘等离子体涨落进行了高时空分辩测量.给出了欧姆放电下涨落幅度的径向分布、谱特征及传播特性.实验观察表明,在由E_r×B确定的极向旋转速度剪切层附近,等离子体电位、电子温度和电子密度的相对涨落水平和两两间的相干系数均有明显下降,其极向互相关函数亦减小,这说明剪切层对涨落具有去相关作用.由涨落驱动的径向局域粒子输运通量Γ_tur测量显示出湍动输运具有时间上的阵发特性。将悬浮电位涨落φ_f2的自动率谱P_{( 关键词： 托卡马克 边界涨落 湍流输运}     

CT-6B托卡马克等离子体密度涨落的测量

采用光学多道探测系统，观测了ＣＴ-６Ｂ托卡马克等离子体密度涨落的幅度、频率特性和相关性以及它们的空间分布．结果表明：等离子体密度涨落的幅度为１０％—９０％，边缘区的涨落幅度高，中心区的涨落幅度低；无论边缘区还是中心区的功率谱均为连续谱；并发现边缘区的涨落具有时断时续的局部相关结构，每次相关持续的时间为０.２—０.５ｍｓ，空间尺度为０.５—１ｃｍ．     

CT—6B托卡马克等离子体密度涨落的测量

采用光学多道探测系统，观测了ＣＴ－６Ｂ托卡马克等离子体密度涨落的幅度，频率特性和相关性以及它们的空间分布。结果表明，等离子体密度涨落的幅度为１０％－９０％，边缘区的涨落幅度高，中心区的涨落幅度低，无论边缘还是中心区的功率谱均为连续谱；并发现边缘区的涨具有时断时续的局部相关结构，每次相关持续的时间为０．２－０．５ｍｓ，空间尺度为０．５－１ｃｍ。     

使用基于动态程序规划的时间延迟法分析直线磁化等离子体漂移波湍流角向传播速度和带状流结构

对等离子体湍流速度场的有效探测,有助于更加深入了解磁约束等离子体湍流以及实现对某些理论预言现象和结构(如带状流)的充分辨识.本文将基于动态程序规划的时间延迟估算技术成功应用于直线磁化等离子体装置中热阴极放电条件下的漂移波湍流角向速度涨落的实验分析,并且其结果清晰再现了漂移波湍流中通过非线性能量耦合自发产生的带状流结构.通过对采用不同频段等离子体湍流涨落通过基于动态程序规划的时间延迟估算分析所再现的带状流结构特征进行比较,进一步就该算法对载波信号中非相干噪声相对水平的抗干扰能力进行了定性评估.这些工作的成功开展,对于通过采用基于动态程序规划的时间延迟估算分析技术更为深入有效探索磁约束等离子体湍流行为特征,尤其是速度涨落场的演化提供了重要的借鉴和参考价值.     

相干结构Blob在HT-7托卡马克边界的传播

相干结构Blob的间歇爆发清晰地反映在HT-7托卡马克边界探针的离子饱和流信号中,Blob 的径向传播在近刮削层堆积出一个温度和密度的平台区,使密度和温度分布偏离了指数分布.条件平均方法提示了间歇脉冲结构空间分布的均匀性,Blob内部等离子体参数远高于背景等离子体参数,并且呈现出涡旋的形态.最后闭合磁面附近的数据显示,...     

托卡马克边缘湍流的数值研究

本文从电阻率梯度驱动的托卡马克边缘湍流理论模型出发,通过数值计算方法,观察了这一湍流随时间演变的过程。研究了湍流发展的物理本质,进一步探明了欧姆耗散效应在湍流发展过程中的作用。发现了它对湍流饱和时间的延缓现象,尤其是在高密度托卡马克装置上,欧姆效应明显地降低了各涨落量的饱和水平。     

小波分析在近地面湍流相干结构研究中的应用

基于频域小波分析方法研究了大气湍流相干结构特性,采用Mexican Hat小波函数分析了近地面风速脉动数据资料。根据能量极大值原则识别相干结构主尺度,利用重构公式提取相干结构波形。结果表明重构相干波形是具有准周期运动的信号,它反映了原始脉动信号中某个中间尺度上的运动,两者波形在变化趋势上十分吻合;小波系数的时间与尺度图可以很好地解释湍流的多尺度性和间歇性,反映了湍流相干结构的演变过程。在分析时间段内对风速相干结构的主尺度进行统计分析,发现相干结构的主尺度近似满足正态分布。     

七道远红外HCN激光干涉仪的数据处理和实验结果

本文用非对称Abel变换,研制了一套计算机程序,对七道远红外HCN激光干涉仪测量的信号进行数据处理,并在HT-6M托卡马克中获得了等离子体电子密度时空分布的实验结果。     

8 mm微波反射成像系统准光结构

微波反射成像（MIR）是等离子体湍流扰动诊断中的一种重要手段，它注重于测量高时空分辨力的二维/三维分布，实现等离子体空间湍流结构的可视化实时观测，以获得更为准确的物理信息。针对等离子体诊断要求，结合托卡马克HL-2A装置的参数,对具有准光结构的8 mm微波反射成像系统进行了理论计算和仿真设计，设计出一套准光系统，为指导微波反射成像的系统设计奠定基础。     

KT—5C托卡马克离子温度及其涨落的实验研究

在ＫＴ－５Ｃ托卡马克上成功建立了一套静电离子探针诊断系统，测量了ＫＴ－５Ｃ托卡马克从芯部到边缘的离了温度及其涨落，实验结果表明，在边缘等离子体离子温度高于电子温度，在芯部二者趋于一致。在我们的实验条件下，离子温度和电子温度的相对涨落量基本一致，而且都是电子密度相对涨落量大小的５０％。     

小尺度涡流发生器强化传热机理的研究

在矩形槽道内布置了不同高度的小尺度涡流发生器,采用湍流模型对流体在其中的流动与传热特性进行了数值模拟,并对流体在槽道中的传热和流动特性进行了对比研究.分析了小尺度涡流发生器诱导涡的特性及其对湍流相干结构的影响与作用,讨论了湍流相干结构对温度场的作用机理,解释了涡流发生器强化换热的机理.     

等离子体涨落信号的相关分析——波和不稳定性识别

一、引言 等离子体诊断中的低频涨落,包含了反映带电粒子随机运动和集体运动(如等离子体波、不稳定性过程)的信息。前者的信号呈“噪声”状态,后者则有一定规律。对涨落信号作相关分析,可从涨落信号的“噪声”背景中提取有规信号,并识别出不同来源的涨落信号     

HL-2A等离子体边缘极向剩余胁强的研究

首次报导了托卡马克等离子体边缘与湍流相关的极向剩余胁强剖面的测量结果。采用外中平面往复式静电探针阵列对HL-2A托卡马克边缘的极向湍流动量输运进行研究。在没有外部动量注入的欧姆放电下,剩余胁强为有限值、且其空间剖面在等离子体边缘具有明显的径向梯度,表明托卡马克等离子体边缘存在极向动量源。由动量源产生的动量主要以扩散形式向与剩余胁强相反的方向传播,最终的结果是等离子体边缘存在有限的雷诺胁强。在最后闭合磁面以内0.5~2cm区域,剩余胁强的梯度提供自发旋转的力矩,由该力矩引起的动量产生与由速度梯度引起的动量扩散共同导致了雷诺胁强出现负梯度,造成动量沉积,从而驱动极向平衡流。     

混沌动力学方法在等离子体尾迹流场研究中的应用

用混沌动力学方法对多道扫描静电探针的离子饱和电流信号进行分析,研究了等离子体尾迹流场.通过对相关维、Renyi熵和最大Lyapunov指数的分析,得到了近尾流场的分层结构.利用最大Lyapunov指数,观测到了在x>10D以后的远尾流场与自由流场相似.结合探针信号的自相关函数,研究流场湍流结构,发现近尾可能存在大涡拟序结构,而在远尾则没有湍流.观察到了流场具有一定的间歇特征,认为这种间歇性与湍流有关.结果还表明,混沌动力学的分析方法对信号中非周期成分十分敏感,在研究等离子体尾迹流场这一类非线性系统时,它具有明显的优越性 关键词： 混沌动力学 尾迹 等离子体湍流 静电探针     

用逃逸扩散系数对HL-1M装置中内部磁扰动的研究

从约束的环向等离子体中观察到粒子与能量的损失率远比新经典输运理论所预言的损失率要大得多，该状态取决于平均等离子体参数与库仑碰撞。若干类型的等离子体湍流提供了附加的等离子体输运。等离子体参数的涨落将通过静电涨落和磁涨落引起输运。该涨落所驱动径向粒子通量为：     

临近空间相干激光通信链路外差效率分析

临近空间相干激光通信链路是天地一体化高速通信网络节点间连接的重要链路。围绕外差效率这一表征大气湍流扰动后信号光和本振光相干合成的指标,推导了非均匀湍流路径上的外差效率理论表达式,并结合大气折射率结构常数廓线,开展了临近空间-地面、临近空间-临近空间和临近空间-低轨卫星三类临近空间相干激光通信链路的外差效率仿真。仿真结果表明:临近空间-低轨卫星链路可以忽略大气对外差效率的影响;如果临近空间-临近空间链路距离大于500km或是临近空间-地面链路天顶角大于60°,外差效率将小于50%,有必要采用自适应光学技术进行补偿。     

在HT-7托卡马克上密度扫描实验中的边界湍流和输运

在HT-7托卡马克上密度扫描实验中使用一个快速扫描气动朗缪尔探针来研究边界湍流和输运。随着中心弦平均等离子体密度的增加，在等离子体边界观察到径向电场剪切增强，径向电场的增强能够解释边界输运的减小和全局粒子约束的改善。粒子约束时间的增加和垂直扩散系数的减小证明粒子输运降低了。在等离子体边界区域发现电离和辐射驱动湍流的特征，表明电离和辐射在湍流驱动过程中具有重要性。     

HT-7五道HCN激光干涉仪光学元件的设计

介绍了电磁波在等离子体中的传播以及用外差干涉的方法测量托卡马克装置等离子体电子密度的原理。详细讨论了在 HT- 7超导托卡马克上用于密度诊断测量的五道 HCN激光干涉仪光路的主要光学元件 ,如各类分束片、托卡马克密度诊断窗口的尺寸和厚度的设计以及光学材料的选择 ,并在实验中得到了很好的结果 ,验证了设计的合理性和准确性。五道的位置分别为沿小环圆截面 - 2 0 cm、- 10 cm、0 cm、+ 10 cm、+ 2 0 cm。     

部分相干涡旋光束在大气湍流中的远场传输特性

运用广义惠更斯-菲涅耳原理,详细研究了部分相干涡旋光束在湍流介质中的远场传输规律.研究表明,部分相干涡旋光束的光谱相干度及光强分布与光束的拓扑电荷数、空间相对相干长度及湍流介质的折射率结构常数等因素有关.在湍流介质中,光谱相干度存在相位奇点,并且随着空间相对相干长度的增大,相干涡旋逐渐演化为强度涡旋,而湍流介质的强弱对部分相干涡旋光束的影响则相反,随着湍流介质的折射率常数的增大,强度涡旋逐渐演化为相干涡旋.     

托卡马克等离子体中内部磁扰动的测量研究

1引言 从约束的环向等离子体中观察到粒子与能量的损失率远比新经典输运理论所预言的损失率要大得多，该状态取决于平均等离子体参数与库仑碰撞。若干类型的等离子体湍流提供了附加的等离子体输运。等离子体参数的涨落将通过静电涨落和磁涨落引起输运。