HL—1M感应与低杂波组合电流驱动研究

本文结合ＨＬ－１Ｍ的基本参数，利用准线性的低杂波电流驱动理论和等离子体的电回路方程，研究了在控制等离子体总电流不变情形下欧姆感应和低杂洲入组合驱动电流的问题。结果表明，这一组合驱动方案对ＨＬ－１Ｍ装置的运行是可行的，其驱动电流分布可以通过发迹低杂流注入功率、波谱形状、等离子体电子温度、密度以及总等离子体电流等加以控制。     

HL－1M感应与低杂波组合电流驱动研究

本文结合ＨＬ－１Ｍ的基本参数，利用准线性的低杂波电流驱动理论和等离子体的电回路方程．研究了在控制等离子体总电流不变情形下欧姆感应和低杂波注入组合驱动电流的问题。结果表明，这一组合驱动方案对ＨＬ－１Ｍ装置的运行是可行的，其驱动电流分布可以通过改变低杂波注入功率、波谱形状、等离子体电子温度、密度以及总等离子体电流等加以控制。组合驱动的电流分布将优于欧姆驱动的电流分布，并可能抑制诸如锯齿振荡等一些ＭＨＤ不稳定性。     

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     

一种用于触发引燃管的脉冲电源

设计了一种单电源的变压器型高电压、大电流脉冲源。该电源只有一套放电电容,以晶闸管作为放电开关,单原边双副边的脉冲变压器作为传输线。利用二极管的单向导通特性,使变压器根据负载不同的工况运行在不同的状态,分时输出高电压、大电流脉冲。该设计利用变压器在空间上将高压输出回路和低压控制回路隔离,与一般的双电源设计方式相比,降低了驱动电路的成本,减少了装置的体积,有利于设备的小型化和紧凑化。试验结果表明:当原边18 μF的储能电容充电电压为700 V时,通过晶闸管开关控制电容向2 ∶2 ∶20的单原边双副边脉冲变压器放电,副边开路时输出幅值7.6 kV、上升沿432 ns的开路电压,副边短路时输出幅值690 A、半高宽15.6 μs、前沿7.0 μs的短路电流,满足NL37248引燃管的触发要求。     

用多重网格TVD－LW格式数值求解N－S方程

用多重网格ＴＶＤ－ＬＷ格式数值求解Ｎ－Ｓ方程刘建军，蒋洪德（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）关键词：ＴＶＤ－ＬＷ格式，Ｎ－Ｓ方程一、前言用时间推进法数值求解雷诺平均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，不仅能够模拟从低亚音速到高超音速的复杂定常...     

一类高维耦合的非线性演化方程的简单求解

利用一个简单的变换，一类高维耦合的非线性演化方程可以被约化为一低维的简单方程，将已有的求解法应用于简单方程，十分简捷的获得了原方程大量的精确解. 关键词： 非线性耦合方程 精确解 tanh函数方法     

LHCD的径向扩散效应

根据低杂波驱动电流的准线性理论，利用二维Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｋ方程模拟程序，求出速度空间扩散的驱动电流，考虑快电子的径向扩散效应对驱动电流的影响，对原有程序加以完善，并ＨＴ－７，ＨＴ－６Ｍ装置进行了大量模拟计算，结果表明，考虑径向扩散后，原有的驱动电流以分变平很宽，并且变得光滑，同时驱动电流明显减小，驱动效率降低，另外，对于不同的径向扩散系数，电流密度的分布也有较大的差异。     

考虑二维效应和相对论效应时低杂波电流驱动部分模拟结果

本文介绍低杂波电流驱动模拟计算编码中福克－普朗克方程的数值求解。考虑了螺距角散射造成的高垂直温度效应（二维效应）和相对论效应。同时．福克－普朗克方程中包括了描述尾部电子约束的项。数值结果表明，二维效应和相对论效应的加入均能提高电流驱动效率。驱动电流随尾部电子约束改善而增加。     

三维旋转域内Poisson方程的有限元线法分析

应用半解析有限元线法分析三维旋转域内的Ｐｏｉｓｓｏｎ方程。通过环向采用Ｆｏｕｒｉｅｒ级数展开，原问题被转化为一系列旋转面上的二维问题，构造了相应的ＦＥＭＯＬ单元，并对由柱坐标系带来的ｒ＝０处的奇异性以及各类退化单元边，线作了细致处理。     

低杂波电流驱动模拟的数值方法

讨论稳态Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程的数值方法，利用线性组合方法和高斯节点配置单步法得到数值解，模拟计算了稳态低杂波电流驱动的射频电流密度，能量沉积等重要参数。     

Study of Density Behavior During LHCD and IBW Heating in the HT-7 Superconducting Tokamak

A new method using special shape parameters has been introduced to study density behavior with synergy of lower hybrid current drive (LHCD) and ion Bernstein wave (IBW) heating in the HT-7 superconducting tokamak. During the synergy of the LHCD and IBW heating an improved confinement plasma was achieved, and the electron density was increased and peaked.     

HT-6B托卡马克参数下低杂波驱动电流的密度窗口

在简晰的物理模型下,采用数值方法,研究了HT-6B托卡马克参数下的低杂波射线轨迹,波谱移动,功率吸收和驱动电流分布。结果表明,存在着驱动电流的密度窗口,即仅在一定的等离子体密度范围内才能驱动电流(通常在理论和实验上仅注意到驱动电流的密度上限)。文中对这种密度窗口的存在给予了物理解释,并进而讨论了影响驱动电流效率的主要因素。 关键词：     

托卡马克高场侧低杂波电流驱动模拟研究

利用GENRAY/CQL3D程序研究了EAST装置双零位形下高场侧和低场侧发射低杂波的电流驱动情况.模拟发现,电子密度较小时,高场侧低杂波电流驱动效果不如低场侧.随着电子密度的增加,高场侧低杂波电流驱动的优势逐渐显现,从高场侧发射的低杂波可以将能量沉积在更加靠近等离子体中心的位置.提高环向磁场强度有利于低杂波在高密度条...     

Toroidal rotation induced by 4.6 GHz lower hybrid current drive on EAST tokamak

Using a tangentially viewing x-ray imaging crystal spectrometer, substantial co-current rotation driven by lower hybrid current drive(LHCD) at 4.6 GHz is observed on EAST tokamak. This study presents plasma rotation behaviors with 4.6 GHz LHCD injection. Typically, the 10-20 km/s co-current rotation change and the transport of rotation velocity from edge to core are observed. The relationship between plasma parameters and rotation is also investigated, indicating that rotation decreases with increasing internal inductance(l_i) and increases with increasing safety factor(q_0). Hysteresis between rotation and T_e plasma stored energy is observed, suggesting different response times between the electron heating and rotation acceleration by LHCD. A comparison between the rotations driven by 4.6 G LHCD and 2.45 G LHCD on EAST is also presented, in which higher frequency LHCD could induce more rotation changes.     

低杂波控制电流分布与改善约束研究

在HT-7超导托卡马克装置上利用低杂波电流驱动有效地控制了等离子体电流分布,并使等离子体约束性能改善。数值模拟与硬X射线测量结果均表明,低杂波的发射功率谱、纵场和等离子体密度对改变等离子体电流分布有明显的影响。在优化低杂波电流驱动实验参数的条件下,等离子体密度、温度分布发生了理想的变化。在电子和离子温度分布上出现了内部输运垒,同时等离子体的能量约束时间和粒子约束时间均有提高。     

用于长脉冲大功率微波系统的高压调制电源

为ＨＬ－１Ｍ装置上的ＬＨＣＤ和ＥＣＲＨ长脉冲大功率微波系统研制的主调制电源,已达到了－７０ＫＶ、３５Ａ的输出指标。应用该电源首次实现了ＴＭ－７０３Ｆ型大功率调整管在１ｓ长脉冲下的运行和双大功率高压调制器的并联运行,在没有ＣＲＯＷＢＡＳＲ保护系统的情况下采用有效的快速保护措施实现了长期的稳定可靠运行。     

Characteristics of electron cyclotron resonance plasma formed by lower hybrid current drive grill antenna

A 3.7 GHz system, which is meant for LHCD experiments on ADITYA tokamak, is used for producing ECR discharge. The ECR discharge is produced by setting the appropriate resonance magnetic field of 0.13 T, with hydrogen at a fill pressure of about 5 × 10⁻⁵ Torr. The RF power, up to 10 kW (of which ∼50% is reflected back), with a typical pulse length of 50 ms, is injected into the vacuum chamber of the ADITYA tokamak by a LHCD grill antenna and is used for plasma formation. The average coupled RF power density (the RF power/a typical volume of the plasma) is estimated to be ∼5 kW/m³. When the ECR appears inside the tokamak chamber for the given pumping frequency (f = 3.7 GHz) a plasma with a density (n _e) ∼ 4 × 10¹⁶ m⁻³ and electron temperature ∼8 eV is produced. The density and temperature during the RF pulse are measured by sets of Langmuir probes, located toroidally, on either side of the antenna. H_α signals are also monitored to detect ionization. An estimate of density and temperature based on simple theoretical calculation agrees well with our experimental measurements. The plasma produced by the above mechanism is further used to characterize the ECR-assisted low voltage Ohmic start-up discharges. During this part of the experiments, Ohmic plasma is formed using capacitor banks. The plasma loop voltage is gradually decreased, till the discharge ceases to form. The same is repeated in the presence of ECR-formed plasma (RF pre-ionization), formed 10 ms prior to the loop voltage. We have observed that (with LHCD-induced) ECR-assisted Ohmic start-up discharges is reliably and repeatedly obtained with reduced loop voltage requirement and breakdown time decreases substantially. The current ramp-up rates also decrease with reduced loop voltage operation. These studies established that ECR plasma formed with LHCD system exhibits similar characteristics as reported earlier by dedicated ECR systems. This experiment also addresses the issue of whether ECR plasma formed with grill antenna exhibits similar behavior as that formed by single waveguide ECR antenna. Our experimental observations suggest that the characteristics of (LHCD system-induced) ECR-assisted Ohmic start-up discharges show similar properties, reported earlier with normal ECR-assisted Ohmic start-up discharges and hence LHCD system may be used as ECR system at reduced toroidal magnetic field for other applications like wall conditioning.      

低杂波驱动电流改善等离子体约束的光谱测量

在ＨＴ－６Ｂ托卡马克低杂波驱动电流（ＬＨＣＤ）的同时，等离子体的粒子及能量约束也随之发生改善。我们从空间多道Ｈα线的测量推算出ＬＨＣＤ可将等离子体粒子约束时间提高１－５倍，介绍了我们的分析过程，ＨＴ－６Ｂ上的Ｈα线测量还表明粒子约束的改善程度与低杂波（ＬＨＷ）的注入功率无明显依赖关系；改善粒子约束的发生与超热电子的产生相对应，通过观察边界层ＯＩＩ两条不同激发电位的谱线强度比的变化，发现等离子体在约束改善的同时，具有边界电子温度梯度增大的类Ｈ模现象。 关键词：     

HL-2A 装置 LHCD 系统灯丝电源远程控制的 一种新方法

为解决 HL-2A 装置低杂波电流驱动(LHCD)系统灯丝电源无法远程控制的问题,介绍了基于西门子 WinCC 监测系统的 HL-2A 装置 LHCD 系统灯丝电源 MSComm 串行通信系统的设计与实现。在 WinCC 图形编辑 器中直接调用 MSComm 控件,编写 VBS 全局脚本实现对串口的访问,解决了硬件组态过程中串行通讯操作被 WinCC 所限制的问题。采用了虚拟串口技术、工业以太网通讯技术、光纤隔离技术等,提高了 WinCC 组态串口 设备的灵活性。HL-2A 装置 LHCD 实验证明,在 HL-2A 装置放电的复杂电磁环境下,LHCD 灯丝电源 MSComm 串行通信系统运行稳定、功能完善。