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在弄清产生HALO电流的物理机制的基础上,分析了EAST超导托卡马克装置的最大HALO电流及其引起的最大电磁载荷,并采用数值模拟方法,对真空室结构在HALO电流作用下的受力情况进行了分析。     

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分析了紧凑等离子体环(CT)加速的原理,给出了加速过程的辐射磁流体力学描述。采用Lagrange方法编写了二维计算程序,计算了10mg的氩CT在同轴加速器内的加速过程,得到了加速电流和辐射功率随时间的变化曲线,给出CT等离子体内部的速度和温度等物理量的分布。     

环形等离子体平衡时维持场电流的计算

本文介绍一个计算轴对称任意截面环形等离子体平衡问题的方法。先选定等离子体边界和环电流分布,用有限元方法解平衡方程的边值问题。借助于虚壳原理,得到用平衡方程解表示的能够产生平衡时所需要的维持场的虚壳电流。计算虚壳电流在等离子体区的维持场,以它为根据,采用积分方程开拓,求等离子体区外某位形上的维持场电流分布。解决这个问题的主要困难是当磁场向外开拓时遇到了不适定问题。我们用奇异值分解方法解不适定的Fredholm第一类积分方程。这个方法能容易地找到稳定解,对解决这个平衡问题是简单有效的。我们以七种等离子体截面形状,三种电流分布为具体模型,在三种维持场电流分布位形上给出了维持场电流分布。还给出了维持场形态,维持场总电流与等离子体总电流的比较,并简单讨论了维持场对等离子体整体稳定性的影响。 关键词：     

等离子体断路开关的一维磁流体力学数值模拟

 采用磁流体力学的方法对等离子体端路开关进行了一维数值模拟，通过对给定的进入等离子体的电流波形模型的计算，给出了轴向上等离子体的运动及其不同时刻的密度分布，分析了磁场在等离子体内部的异常渗透过程，指出考虑Hall效应是产生这一异常现象的最为主要的因素。     

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利用TSC程序非刚性、可变形等离子体模型的特点，对EAST装置等离子体由于发生垂直位移事件而产生破裂的过程进行了模拟，计算了halo电流和真空室应力在破裂过程中的变化情况，对不同初始条件的破裂情况进行了比较，并模拟了利用杀手弹丸注入快速熄灭等离子体的过程。     

轴对称系统等离子体数值模拟电荷、电流分配CIC方法

采用体积加权CIC方法,对轴对称系统等离子体模拟PIC方法中的节点电荷和电流计算进行了详细讨论,推导出节点电荷和电流的计算公式,可用于轴对称系统21／2维等离子体静电PIC模拟和电磁PIC模拟。     

Tokamak中自举电流的剖面准直性

利用Harris模型,通过求解等离子体平衡方程,计算俘获粒子份额,分别对常规剪切和中心负剪切下tokamak中的自举电流的大小和剖面准直性进行了计算和分析.自举电流分布与等离子体平衡电流分布之间的剖面准直性可以通过调整等离子体的密度、温度和电流分布参数,以及描述等离子体形状的拉长度k和三角变形因子d来获得.中心负剪切位形有利于自举电流产生,并有好的剖面准直性.通过计算比较,分别在常规剪切位形下和中心负剪切位形下获得了一组优化的等离子体参数,在这组参数下,自举电流有较大的份额和好的剖面准直性 关键词： tokamak 自举电流 剖面准直性     

用可移动电流丝方法重建HL-2A等离子体边界的研究

根据Shafranov电流密度矩理论，给出了用可移动电流丝方法重建HL-2A装置等离子体边界的具体计算方法，研究了用可移动电流丝方法(VCF法)重建边界的可行性.VCF法与固定电流丝方法(FCF法)和有限电流元法(FCE法)相比，最大的优点就是用1—3个可移动电流丝就可以准确地重建位置和小半径快速变化的等离子体位形，这正好弥补了FCF法的不足.将可移动电流丝方法和FCF法相结合，可以实现全程等离子体放电的边界实时显示和等离子体的位形控制. 关键词： 可移动电流丝方法 边界识别     

等离子体天线表面电流分布与辐射特性研究

建立了表面波驱动等离子体天线装置,提出了一种等离子体天线表面电流指数分布模型,并利用该表面电流分布模型计算了天线的辐射方向图.研究结果表明,等离子体密度随轴向距离的增大呈指数衰减趋势.正常工作状态下表面波波矢虚部随等离子体密度的增大而下降,遵循与等离子体密度类似的指数衰减规律,但其实部则基本保持不变.等离子体天线的表面电流呈振幅指数衰减行波模式.利用该表面电流分布模型计算得到的辐射方向图呈现典型的8字形分布,与实验测量结果良好符合.当射频功率减小,等离子体天线辐射方向图宽化.     

HL-2A等离子体边界识别的研究

利用电流丝模型编写的电流丝编码和采集到的18个磁探针测量数据、等离子体电流和极向场线圈电流的数据做了重建HL-2A等离子体边界的研究。计算结果表明,电流丝编码能够正确地识别等离子体的边界、偏滤器位形和X点的位置。计算获得的偏滤器内外靶板上打击点出现和消失的时间与布置在偏滤器靶板上静电探针测量到的信号很好地符合。在Pentium 4的PC个人计算机上(CPU为2.4GHz, 800MHz总线)计算每一个时刻的等离子体边界时间小于1ms。     

基于非平衡Green函数理论的峰值掺杂-低掺杂漏结构碳纳米管场效应晶体管输运研究

为改善碳纳米管场效应晶体管的性能,将一种峰值掺杂-低掺杂漏(HALO-LDD)掺杂结构引入碳纳米管沟道.在量子力学非平衡Green函数理论框架内,通过自洽求解Poisson方程和Schrödinger方程,构建了适用于非均匀掺杂的碳纳米管场效应管的输运模型,该模型可实现场效应晶体管的输运性质与碳纳米管手性指数的对接. 利用该模型研究了单HALO双LDD 掺杂结构对碳纳米管场效应晶体管输运特性的影响.对比分析表明,这种非均匀掺杂结构的场效应管同本征碳纳米管沟道场效应晶体管相比,具有更低的泄漏电流、更大的电流开关比、更小的亚阈区栅电压摆幅,表明其具有更好的栅控能力; 具有更小的漏源电导,更适合应用于模拟集成电路中;具有更小的阈值电压漂移,表明更能抑制短沟道效应. 同本征沟道碳纳米管场效应晶体管相比,这种非均匀掺杂碳纳米管场效应晶体管在沟道区靠近源端位置,电场强度增大, 有利于增大电子的传输速率;在沟道区靠近漏端位置,电场强度减小,更有利于抑制热电子效应.     

Tokamak plasma equilibrium analysis based on the relaxation method with a specified magnetic axis

In this contribution, we have presented two techniques for the determination of plasma equilibrium position in IR-T1 tokamak: relaxation and optical methods. An analysis method of tokamak plasma equilibrium by a relaxation method with a specified magnetic axis is presented. The degrees of freedom due to designated positions of the magnetic axis are possible by using poloidal field coil currents. Stable steady-state tokamak plasma equilibria are calculated along with the magnetohydrodynamic potential energy. The plasma generates a plasma current which partially or fully cancels the magnetic field from the poloidal field coils. For low-temperature plasmas, the plasma current distribution is centrally peaked; for high-temperature plasmas, the plasma current has a hole. A centrally peaked current distribution in a low-temperature plasma is evolved into a current distribution with a hole by increasing the plasma pressure by Ohmic heating, radio frequency heating, or by neutral beam injection heating. In the second technique, an image-processing technique was used for the output signal of the charge coupled device camera and plasma emission intensity profile and then the plasma position was obtained. Results are compared and discussed.     

用有限电流元法识别HL-2A 装置的等离子体边界

在电流丝模型对HL-2A装置等离子体边界重建取得满意结果[3]、[5]的基础上，本文用有限电流元模型对HL-2A等离子体边界进行了重建研究。计算和实验结果表明，在通常情况下，有限电流元模型比固定电流丝模型的重建误差稍小，前者误差小于3mm，后者误差小于6mm。当部分有限电流元分布在等离子体边界之外时，用有限电流元模型仍然可以成功重建边界。有限电流元的位置在一定范围内变化时，重建的误差都很小。用普通奔腾4 2.4GHz PC机计算一组等离子体放电边界的时间不超过1ms。有限电流元法能准确而快速地识别等离子体的偏滤器位形，这对于HL-2A装置的实时位形控制是基本和重要的。     

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根据等离子体边界附近的磁场测量信号,利用电流丝模型快速识别了等离子体的边界。介绍了该模型的基本原理,并重点研究了目标函数的选择对快速识别等离子体边界的影响。     

用丝电流方法快速识别HL-2A等离子体边界

利用等离子体外部测量的磁场信号,使用丝电流方法对HL-2A等离子体边界进行了快速识别。介绍了该方法的原理、相关的测量系统配置和该程序的研制进展。对识别结果进行了讨论。     

环形非圆截面等离子体自由界面的磁流体平衡方程解

在有导体壁的条件下,对于各种趋肤的及趋中心分布的等离子体纵向电流,用一种统一的迭代方法,计算了相应的自由界面的磁流体平衡方程解,并讨论了这种方法适用的范围。 关键词：     

Start-up phase plasma discharge design of a tokamak via control parameterization method

The tokamak start-up is a very important phase during the process to obtain a suitable equalizing plasma, and its governing model can be described as a set of nonlinear ordinary differential equations(ODEs). In this paper, we first estimate the parameters in the original model and set up an accurate model to express how the variables change during the start-up phase, especially how the plasma current changes with respect to time and the loop voltage. Then, we apply the control parameterization method to obtain an approximate optimal parameters selection problem for the loop voltage design to achieve a desired plasma current target. Computational optimal control techniques such as the variational method and the costate method are employed to solve the problem, respectively. Finally, numerical simulations are performed and the results obtained via different methods are compared. Our numerical parameterization method and optimization procedure turn out to be effective.