HL-2A 装置的边缘参数测量

HL-2A 装置中平面边缘的等离子体特性通过磁力传动的马赫/ 雷诺协强/ 朗缪尔10 探针组进行了研究。10 探针组安装在可径向向里和向外移动, 并可绕轴旋转360^o 的传动杆上, 用于测量主等离子体边缘的温度、密度、悬浮电位、空间电位、径向和极向电场、湍流的雷诺协强、径向和极向等离子体流速及其径向分布。HL- 2A 装置的实验结果表明, 边缘等离子体扰动诱发的雷诺协强产生了边缘极向流; 雷诺协强的径向梯度驱动带状流抑制了湍流输运。     

HL-2A装置密度极限附近边缘剪切流和极向剩余胁强的实验研究

报道了HL-2A装置密度极限附近边缘剪切流和极向剩余胁强的最新实验研究结果。研究发现,等离子体密度向Greenwald密度靠近时,等离子体响应由绝热响应向流体动力学响应转变,导致湍流雷诺胁强中的非扩散项——剩余胁强降低,其径向梯度表征的等离子体自发旋转力矩显著降低。边缘极向流的湍性驱动降低进一步导致边缘E×B极向流剪切强度减弱。这些实验结果证明了湍流剩余胁强的降低是导致托卡马克密度极限附近边缘极向剪切层崩塌的关键因素。     

非均匀等离子体湍流的重正化准线性理论(Ⅰ)——Misguich-Balescu理论的推广

本文将Misguich和Balescu的理论推广到非均匀等离子体的情形,导出了包括非均匀性效应的扩散方程与扩散张量的表式以及色散关系。指出Pelletier等人对等离子体湍流可作马尔科夫近似处理的论证完全不适用于非均匀等离子体湍流的问题。 关键词：     

再入尾迹湍流对雷达散射截面影响分析

通过探讨高超声速再入湍流尾迹等离子体场中电磁波的散射机制,推导出在工程上描述湍流亚密等离子体雷达散射的一阶畸变波Born近似模型,分析了该模型在充分发展湍流尾迹等离子体场中的适用性,完成了适用于三维尾迹等离子体场的程序设计.以已有的湍流尾迹等离子体流场数据为基础,分析了再入尾迹湍流等离子体流动对雷达散射截面的影响.选取考察的几个有代表性的因素为:湍流模型、转捩过程、湍流尺度、电子组分脉动初始条件等.由结果可以看到,湍流转捩过程和湍流尺度对雷达散射截面值影响不大;电子组份脉动强度初始值影响较明显;湍流模型在特定条件下影响亦不大.     

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.     

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。     

离子温度梯度模湍流的带状流最小自由度模型

在离子温度梯度模(ITG)湍流背景中,通过最小自由度模型中模耦合方式产生带状流,对此模型做了动力学稳定性分析及数值求解.并在此基础上初步探讨了湍流中漂移波与带状流的能量转移,以及雷诺协强与带状流的关系. 关键词： 等离子体 离子温度梯度模 湍流 带状流     

基于电阻性交换模湍流的环带流动力学

基于电阻性交换模湍流研究了托卡马克等离子体中的环带流激发动力学.利用低自由度近似 对电阻性交换模湍流 环带流系统做了解析和数值求解.结果表明，在足够强的压力梯度（ 驱动力）情况下，电阻性交换模湍流将激励出大尺度环带流或振荡型环带流. 关键词： 等离子体 电阻性交换模湍流 环带流     

湍流等离子体鞘套中高斯光束的传播特性分析

为了研究高斯光束在湍流等离子体鞘套中的传输特性,根据广义惠更斯-菲涅耳原理,采用基于快速傅里叶变换的功率谱反演法,用多随机相位屏来模拟湍流带来的影响.根据超声速飞行器绕流等离子体流场厚度在厘米级别的特点,光束在两个相位屏之间的传输过程中采用菲涅耳衍射积分的两次快速傅里叶变换算法(double fast Fourier transform algorithm),利用多随机相位屏模拟等离子体鞘套湍流对光束传输产生的影响,解决了多随机相位屏模拟湍流研究中的超短距离传输问题.当飞行高度为45 km,飞行速度为18马赫时,通过对超声速飞行器绕流等离子体流场的统计分析,发现在此飞行条件下折射率起伏方差的强度范围10~(–11)—10~(–14).对高斯光束在湍流等离子体流场中的传输特性进行了数值仿真.结果表明:在等离子体鞘套湍流中折射率起伏强度、波长、传输距离等都是影响高斯光束质量的重要因素.折射率方差越大,传输距离越长,光斑弥散越严重,光强起伏越大,光强减弱也越明显.光束的波长越长,高斯光束抑制湍流的能力越强,光斑弥散程度越小,光强起伏也越小.     

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。     

高频波激发低频磁场和离子声波的重整化强湍动理论

本文给出了高温等离子体中高频波激发低频磁场和离子声波强湍动过程的重整化理论,以便改善通常的弱非线性处理方法,从Vlasov-Maxwell方程组出发,在Fourier表象中得到了包含“最发散”和“次发散”效应互相耦合的高频和低频传播于重整化方程组,从而获得了高、低频振荡粒子重整化分布函数和场的耦合关系。在“最发散”重整化近似下,我们求解了高低频传播子方程组,得到了展开到v₄(高频湍动场能密度与等离子体热能密度之比)一次方的近似解和重整化介电函数等表达式。然后,在Fourier逆变换下导得了我们所要的时空表用中重整化强湍动方程组。最后,作为一个说明重整化作用的例子,在一维稳态下求解了孤立子的形式。 关键词：     

On the superdiffusive scalings of transport in plasma

It is proposed to consider the scalings of anomalous transport (superdiffusion), determined experimentally in turbulent plasma of the Earth’s magnetosphere and laboratory plasma of thermonuclear facilities and processed using modern statistical cascade models of strong turbulence with intermittency, also within the approach of physical kinetics to the theory of plasma turbulence.     

湍流理论的近代发展

这篇论文的内容是关於不可压缩流体的湍流理论近代发展的综合性介绍舆分析。我们首先评述了根据Reynolds的平均运动方程所建立的混合长度理论。其次,分析关於均匀各向同性湍流的主要理论工作。第三,讨论了运用Reynolds的平均运动方程和根据速度涨落方程求得的速度关联函数的动力学方程来处理具有Reynolds剪应力的普通湍流运动问题。同时说明这个方法虽然能够给出比混合长度理论舆实验较为接近的理论结果并能提出速度涨落平方平均值的理论分布,但是由於在求出的速度关联的动力学方程中出现高次元的速度关联,它继续地导致不封闭的微分方程组因而遇到不易克服的困难。因此,从以上湍流理论发展的回顾和最近关於均匀各向同性湍流在后期衰变运动的涡性结构工作,我们在最后提出了对今后湍流理论研究工作的新看法:湍流运动的基本组成部分是流体粘性作用所引起的涡旋运动;这个涡旋运动的动力学根据是用平均的方法后Navier-Stokes方程所导出的Reyonlds的平均运动方程典带度涨落方程。我们并着重说明Reynolds认识到湍流运动可分作平均运动与涨落运动的重要性。今后的理论工作则在於求这两组动力学方程的涡旋运动解,而这种类型的解并须满足像Колмогоров在高Reynolds数运动的局部各向同性湍流理论中所提出的统计条件,方能使解满足惟一性并可舆实验结果相比较。     

Transition to collisionless ion-temperature-gradient-driven plasma turbulence: a dynamical systems approach

The transition to collisionless ion-temperature-gradient-driven plasma turbulence is considered by applying dynamical systems theory to a model with 10 degrees of freedom. The study of a four-dimensional center manifold predicts a "Dimits shift" of the threshold for turbulence due to the excitation of zonal flows and establishes (for the model) the exact value of that shift.     

Diffusion in Turbulent Magnetoactive Plasmas

A Langevin equation for charged particles in a plasma with ion-acoustic turbulence is developed from first principles in consistency with kinetic theory.     

湍流等离子体中的重整化色散方程

从速度v的傅里叶空间K的动力学方程出发,采用算子运算及变换方法,可较简便的算出静电湍流场中的重整化色散方程,在以有效关联时间代替湍流场的时、空关联的近似下,计算了有限关联时间效应的作用,表明它是削弱湍流场影响的。短关联时间极限可看成是湍流场影响的上限估计。讨论了湍流场对离声波、电子朗缪波和低频漂移波的影响。 关键词：     

Filamentation and stimulated Brillouin scattering in a turbulent plasma

This paper presents a theory of filamentation and stimulated Brillouin scattering (SBS) of high-frequency electromagnetic radiation in a weakly collisional plasma with ion-acoustic turbulence. When the square of the wavelength of the plasma perturbations is less than the product of the two mean free path lengths of an electron with respect to its collisions with turbulent fluctuations and with electrons, the influence of cold highly collisional electrons on the parametric instabilities becomes apparent. It is shown that the plasma turbulence lowers the filamentation threshold, and the SBS threshold can be either lowered or raised. The dependence of the SBS and filamentation thresholds on the electron mean free path length in the turbulent plasma and on the anisotropy of the plasma turbulence is determined. The corresponding dependence of the spatial scale of the most efficiently growing filaments and their spatial growth rate are found. Zh. éksp. Teor. Fiz. 113, 629–645 (February 1998)