捕获电子对低杂波与电子回旋波的协同效应的影响

电子回旋波和低杂波的协同效应可有效地提高两只波的电流驱动效率.本文数值研究了捕获电子效应对电子回旋波和低杂波协同的影响.结果显示,随着捕获角的增大,双波协同驱动电流会减小,且协同因子也会明显减小,即捕获角对两只波协同驱动流的影响要比其对单独驱动电流的影响更加敏感.通过加宽低杂波共振区可减弱电子回旋波电流驱动对捕获角的依赖,同时发现随着电子回旋波功率的增加,捕获角对电子回旋波电流驱动的影响也会变小.     

低混杂电流驱动实验中高能电子的回旋辐射谱分析

在低混杂电流驱动实验中，研究由波驱动的快电子的行为对理解低混杂波驱动物理是十分重要的。     

电子回旋波与快波协同效应的数值研究

在考虑了电子的反弹平均效应及高能电子的相对论效应下,通过数值求解电子的 Fokker-Planck 方程,研究了托卡马克等离子体中快波与电子回旋波电流驱动问题.采用九点差分法对方程进行离散,应用近似LU 因子分解法对方程进行了数值求解.计算结果表明快波与电子回旋波联合电流驱动具有很强的协同效应,在两波联合电流驱动下,驱...     

EAST低混杂波功率沉积和电流驱动剖面控制的数值模拟

对原有的低混杂波电流驱动模拟程序进行改进,使之能够研究EAST上如何控制低混杂波功率沉积和电流驱动分布.在EAST非圆截面的平衡位形下,应用改进后的程序详细计算不同低混杂波功率谱、等离子体密度和温度分布对低混杂波功率沉积位置和电流驱动剖面分布的影响.通过计算发现,选取合适的低混杂波功率谱,等离子体温度分布和密度分布可以...     

俘获电子效应对低杂波电流驱动的影响

利用的程序是基于FASTFP开发的RFP准线性Fokker-Planck程序，该程序适用于各种辅助加热和电流驱动的动力学计算.利用开发的编码对低杂波在托卡马克等离子体中的吸收和驱动效率进行了Fokker-Planck计算，考查了环形托卡马克装置的纵横比对波功率沉积和电流驱动效率产生的作用.研究表明，俘获电子效应对低杂波电流驱动的影响与波驱动的功率谱结构有关.俘获电子的平行速度较低，优化的功率谱可以在共振的电子数和俘获电子之间取得折中.俘获电子效应可以使低杂波电流驱动效率减小30%. 关键词： Fokker-Planck方程 俘获电子效应 低杂波电流驱动     

EAST低杂波电流驱动的数值模拟及分析

介绍了波的射线轨迹程序C3PO和求解三维Fokker-Planck方程程序LUKE的基本计算过程及其物理机制.该程序采用的是反弹平均方法,考虑了相对论效应和捕获粒子效应.利用此程序模拟并分析了EAST偏滤器位形下等离子体电流对低杂波传播以及驱动效率的影响.计算结果表明,随着电流的增大,低杂波射线轨迹在极向的旋转加快,功...     

HL—2A装置LHCD的运行区域与驱动电流分布控制

本文利用低杂波电流驱动（LHCD）的理论和实验结果,讨论了电流驱动效率和电流分布控制与等离子体参量及入射波谱的关系,强调了波传播在确定功率沉积分布区域中的作用,并讨论了控制电流密度分布的方法,探索在HL－2A装置上实现中心负磁剪切位形的可能性。     

HT-7托卡马克大功率低混杂波电流驱动的实验研究

在HT-7超导托卡马克成功进行了大功率（P_LHW=100—800 kW,f=2.45 GHz）低混杂波电流驱动实验.研究了不同入射功率和等离子体密度下的低混杂波电流驱动效率.获得了以平均电子密度增加、氘阿尔法（D_α）线辐射减少为特征的粒子约束改善;粒子约束时间τ_p增加了约1.5倍.仔细研究了能量约束时间与等离子体密度和低混杂波功率的关系. 关键词： 托卡马克 低混杂波 约束改善 电流驱动效率     

TETB中的低混杂波电流驱动

本文对低混杂波电流驱升和充电过程进行了理论描述和分析。考虑了低混杂波电流驱动时非线性效应的波谱展宽、附加电导率以及电子和离子的温度变化。将此理论模型应用于托卡马克工程试验混合堆(简称TETB)中的低混杂波电流驱升和充电过程,数值计算和折衷考虑后,给出了一组优化的物理参数。     

低混杂波电流驱升与等离子体平衡

本文研究了低混杂波电流驱动与等离子体平衡问题．考虑了感应电场，得到了自洽方程组，并把它应用于托卡马克工程实验混合堆电流驱升阶段的某一时刻，研究了该时刻低混杂波电流驱动与ＭＨＤ平衡。计算中采用了一个较宽的波谱，得到了电流与安全因子ｑ的分布。     

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The synergy current drive by combining electron cyclotron wave (ECW) with lower hybrid wave (LHW) can be used to either increase the noninductive current drive efficiency or shape the plasma current profile. In this paper, the synergy current drive by ECW and LHW is studied with numerical simulation. The nonlinear relationship between the wave powers and the synergy current of ECW and LHW is revealed. When the LHW power is small, the synergy current reduces as the ECW power increases, and the synergy current is even reduced to lower than zero, which is referred as negative synergy in the this context. Research shows that the mechanism of the negative synergy is the peaking effect of LHW power profile and the trapped electrons effect. The present research is helpful for understanding the physics of synergy between electron cyclotron current drive and lower hybrid current drive, it can also instruct the design of experiments.     

托卡马克中ECW对LHW耦合特性的影响研究

托卡马克中电子回旋波(ECW)与低杂波(LHW)协同作用的实验发现,在LHW维持的等离子体中注入ECW将引起LHW反射系数的减小.本中从理论上研究了LHW的耦合特性与天线口等离子体密度的关系,以及ECW注入后使得等离子体密度从芯部向边缘输运的pump-out现象.通过本文的研究,给出了pump-out现象的基本规律,证实了ECW所致的pump-out使得LHW天线口的等离子体密度有所提高,从而改善了LHW的耦合.这一结论得到了相关实验的支持.研究还指出,在双波协同驱动实验的研究中,由于ECW的pump-out导致边缘密度发生改变时,当对协同净增电流进行修正.     

Optimized calculation of the synergy conditions between electron cyclotron current drive and lower hybrid current drive on EAST

The optimized synergy conditions between electron cyclotron current drive(ECCD) and lower hybrid current drive(LHCD) with normal parameters of the EAST tokamak are studied by using the C3PO/LUKE code based on the understanding of the synergy mechanisms so as to obtain a higher synergistic current and provide theoretical reference for the synergistic effect in the EAST experiment. The dependences of the synergistic effect on the parameters of two waves(lower hybrid wave(LHW) and electron cyclotron wave(ECW)), including the radial position of the power deposition, the power value of the LH and EC waves, and the parallel refractive indices of the LHW(N) are presented and discussed.     

CFETR螺旋波行波天线的仿真设计与分析

在中国聚变工程实验堆(CFETR)螺旋波的设计参数下,提出一种多阵列行波天线用于螺旋波电流驱动的方案。利用电磁仿真软件CST对三维天线的参考模型进行了仿真,结果表明,在50MHz带宽内,天线电压驻波比<1.2,且天线阵列激发的k谱具有很好的定域性,有利于提高天线的电流驱动效率。     

托卡马克中快波电流驱动下全波方程的数值求解

用全波方法研究环形对称托卡马克等离子体中离子回旋频率范围内(ICRF)的快波电流驱动(FWCD)问题,考虑有限拉莫尔半径(FLR)效应和平行色散,建立全波计算的物理模型—全波方程,通过对全波方程的数值求解得到快波在等离子体中激发的电场强度分布.结果表明:快波可以传播到高温高密度等离子体的中心;快波在磁轴附近发生了模式转换;快波可以驱动中心的等离子体电流以改善等离子体的平衡位型;平行电场比垂直电场小三个数量级,通过垂直方向的回旋共振和平行方向的穿越期磁泵效应达到驱动电流的目的.     

磁绝缘传输线电路模拟与分析

结合磁绝缘传输线运行特征,阐述了磁绝缘传输线的电路模拟方法,开发了基于波过程的磁绝缘传输线电路模拟程序。探讨了磁绝缘传输线运行状态判断、运行阻抗、电子流损失等的物理描述,分析了不同物理模型对电路模拟结果的影响。结果表明:因阻抗过匹配所致电子流损失是Z箍缩装置磁绝缘传输线电路模拟中需重点关注的问题。建立在现有物理模型基础上的电路模拟是后验的,可为丝阵负载结构优化设计、负载电流和内爆特性评估提供参考,可满足磁绝缘传输线一级近似设计要求。但对未来更高电流参数下磁绝缘传输线的设计还需从试验和理论上深入理解磁绝缘现象和运行过程。     

内导体对相对论返波振荡器工作波段选择的影响

 设计了一种紧凑型、GW级同轴引出电子束相对论返波振荡器,利用KARAT 2.5维全电磁粒子模拟程序研究了器件内部束 波作用的物理过程。模拟结果表明：当器件中使用内导体,在电子束能量700 keV,电子束流11 kA,导引磁场为1.0 T时,能实现L波段2.66 GW高功率微波输出,平均效率约为34%;去掉内导体时,能实现S波段1.88 GW单频微波输出,平均效率约为24%。同一个器件,仅通过装卸内导体就可以选择在两个波段实现GW级、高效微波输出,这对于高功率微波器件的设计有一定的参考意义。     

Simulation on effect of poloidal power spectrum on lower hybrid wave propagation

The coupling of lower hybrid wave to the plasma is a crucial issue for efficient current drive in tokamaks.This paper establishes a new coupling model which assumes the antenna to be a curved face and the plasma to be a cylinder.Power spectrum considering the coupling between wave-guides in both poloidal and toroidal direction is simply estimated and discussed.The effect of the poloidal wave vector on wave propagation,power deposition and driven current is also investigated with the help of lower hybrid current drive code.Results show that the poloidal wave vector affects the ray tracing,and also has effect on power deposition and driven current.The effect of the poloidal wave vector on power deposition and driven current profile depends on plasma parameters.Preliminary studies suggest that it seems possible to control the current profile by adjusting the poloidal phase difference between the waveguide in poloidal direction.     

台风条件下一种新的浪流相互作用参数化方法在耦合模式中的应用

浪致辐射应力及浪致混合效应, 作为海洋上层两种重要的物理过程, 由于当前理论中关于其分层效应及计算公式中的误差还不是非常清楚, 目前还没有在浪流耦合模式中同时考虑. 本文将一种基于浪致辐射应力及浪致混合效应的参数化方案加入由浪(WAVEWATCH Ⅲ)和流模式(POM)组成的耦合模式中. 以台风"格美"(2006)为天气背景, 进行了四组数值试验. 结果表明: 浪致混合效应加强了混合层的湍流, 加大了动量及热量向下传递率, 但对表面流场的规律性改变不明显. 浪致辐射应力传递表面动量通量, 同时, 规律性地改变了水平流场. 当同时考虑两种物理过程时, 其效果叠加. 海流作为一种重要的动力因子, 对有效波高的高度和分布有显著影响, 使得动量转移, 有效波高增高. 模拟时次的第48 h, 流矢量差值的近惯性震荡以及顺时针旋转, 可能是台风靠近时浪流耦合效应加强的信号.