预试环垂直杂散场

通过氢气击穿实验从数量级上推算了预试环(一个无铜壳的小托卡马克装置)的垂直杂散场。结果符合于按环向场绕组的过渡线和补偿回线的汁算值以及用磁探针对加热场杂散场的测量值。     

非均匀纵向场对等离子体平衡的影响

讨论了纵向不均匀磁场导致磁面与等离子的畸变。对于锐边界情形和具有体电流分布情形求解了平衡方程，特别是给出了磁面变形依赖于各参量变化的表达式。     

环流-I装置环向场系统的杂散场

本文分析了环向场系统杂散场形成的几种原因,计算了由于连接线、引线产生的装置固有的杂散场及由于制造和安装公差而带来的附加杂散场。计算结果表明:(1)经补偿后,装置固有的杂散场可低于7高斯,在允许值之内;(2)单组件的加工偏差及系统安装时在环向(φ),极向(θ)和水平方向(r)上的偏差必须分别限制在△φ<0.002弧度;△θ<0.005弧度;△r<0.1厘米。本文未考虑由于倾覆力矩给组件带来的偏差。     

非平衡等离子体对脉动丙烷预混火焰的影响

通过将介质阻挡放电应用于燃烧增强,实验研究了非平衡等离子体对于入流脉动条件下丙烷预混火焰的影响。通过本生灯法测定火焰速度,通过气相色谱分析确定丙烷燃料经非平衡等离子体作用后的组分并计算物性,重点研究了不同限流速度、脉动幅度以及平均流速下等离子体对吹熄极限的影响。实验结果表明,非平衡等离子体使丙烷预先裂解,提高火焰速度,并在一定区间内优化吹熄特性,增强燃烧稳定性。     

HL—1装置水平杂散场的优化补偿

本文描述HL-1装置的水平杂散场及其动态优化补偿的实验研究和理论计算。理论和实验结果符合很好。     

1MJ环型高温超导储能磁体杂散场与线圈高度关系研究

本文通过ANSYS有限元软件建立了四个螺线管组成的1MJ环型磁体在单元线圈高度不同情况下的模型,分析总结了四螺线管组成的环型磁体的漏磁场与磁场分布规律,通过对磁体单元线圈高度变化所引起的磁体磁场的分布及其杂散场进行研究,为磁体优化设计提供一定的参考.     

托卡马克等离子体平衡的数值研究

为了计算HT-7U超导Tokamak平衡场系统物理参数,保证工程设计的可靠性,推广并改进了计算等离子体平衡的程序EQ,并与美国GA的平衡反演程序EFIT作了校核.     

托卡马克中等离子体的平衡重建

本文描述了用外部磁测量信号,和等离子体总电流,以及角向β_p的测量值,重建托卡马克中等高子体半衡的方法。对圆截面、非圆截面和偏滤器位形;对不同的电流分布分别作了重建计算。数值研究了测量误差、探针布置对重建结果的影响。     

非圆截面等离子体平衡问题的积分法

本文用积分法计算轴对称自由边界MHD平衡问题。其优点是占用内存少,可在小型计算机上进行数值求解。得到了矩形截面导体壁情况下的若干计算结果,结果与物理分析相符合。     

空气放电非平衡等离子体的模拟计算

 基于空气放电非平衡等离子体动力学,对空气放电进行了数值计算,分析了放电后等离子体中的主要粒子（N₂(v6),N₂(A3),O₂(a1),O和O₃）数密度随起始温度、电子数密度和约化场强的变化趋势。计算结果表明,随着初始温度的升高,空气放电产生的粒子数密度增加。温度为300 K时,放电产生的O原子数密度最大值约为4.90×⁷ cm^-3,而当温度升高到400 K和500 K时,O原子数密度的最大值则相应地增加到5.2×10¹⁰ cm^-3和5.51×10¹⁰ cm^-3。约化场强的影响与温度类似,其中氮气的振动激发态N₂(v6)数密度随约化场强的变化幅度不明显。电子数密度增加,粒子数密度大幅增加,氮分子的激发态N₂(A3)粒子数密度与电子数密度保持严格的线性关系。     

非平衡磁控溅射等离子体频谱特征

利用朗缪尔探针和快速傅里叶变换研究了非平衡磁控溅射等离子体静电波动的驻波共振频谱特征。频带宽度为0~300kHz,典型放电条件下磁控靶前2cm和10cm两个位置的共振本征频率变化范围分别为10~50kHz和1~10kHz,研究了线圈电流、气压和放电功率等参数对共振本征频率的影响;指出了非平衡磁控溅射中能够导致等离子体静电驻波共振的两种势阱结构,提出驻波共振机制解释特征频率出现的原因,根据声驻波共振机制计算的电子温度数值符合实验的结果。     

空气放电非平衡等离子体的模拟计算

基于空气放电非平衡等离子体动力学,对空气放电进行了数值计算,分析了放电后等离子体中的主要粒子（N2(v6),N2(A3),O2(a1),O和O3）数密度随起始温度、电子数密度和约化场强的变化趋势。计算结果表明,随着初始温度的升高,空气放电产生的粒子数密度增加。温度为300 K时,放电产生的O原子数密度最大值约为4.90×7 cm-3,而当温度升高到400 K和500 K时,O原子数密度的最大值则相应地增加到5.2×1010 cm-3和5.51×1010 cm-3。约化场强的影响与温度类似,其中氮气的振动激发态N2(v6)数密度随约化场强的变化幅度不明显。电子数密度增加,粒子数密度大幅增加,氮分子的激发态N2(A3)粒子数密度与电子数密度保持严格的线性关系。     

非平衡等离子体助燃低热值气体燃料

本文用介质阻挡放电(DBD)产生的非平衡等离子体助燃低热值气体燃料的燃烧,达到保证燃烧室可靠点火和稳定燃烧的目的。研究表明:等离子体点火的性能比传统的电火花点火的性能显著增强,能够在极低的氢含量和当量比下可靠地点燃火焰。同时,在等离子体助燃的情况下,火焰传播速度增大,稀态熄火极限有所拓宽,在低当量比下的燃烧效率也有较大提升,燃烧室的燃烧稳定性更好。     

等离子体性质对磁泡的影响

利用三维混合模拟程序计算了大量超热碎片离子在低密度背景等离子体中爆炸膨胀的过程.通过定量计算磁泡的变化过程和磁泡对碎片云运动的约束效果,分析了背景等离子体电荷密度、背景离子原子量、碎片离子荷质比等参数对磁泡的影响.计算结果表明,背景电荷密度对磁泡和碎片云的运动有重要影响.在碎片云扩张早期,背景离子原子量对磁泡扩张影响较小,但对后期碎片云的运动有一定影响.当碎片离子荷质比较小时,离子回旋半径大于磁泡半径,此时磁泡半径较小,且磁泡无法约束碎片云.当碎片离子荷质比较大时,离子回旋半径小于磁泡半径,如果此时背景电荷密度较低,磁泡和碎片云的早期扩张几乎不受碎片离子荷质比影响,但对系统后续演化有一定影响,如果此时背景电荷密度较大,碎片离子荷质比对磁泡和碎片云的运动有较大影响.     

单成分等离子体的平衡与动力学

通常的等离子体是以正离子和电子为主体组成的系统,正、负电荷基本相等,总体上是一个准中性的系统.单成分等离子体则是指所有粒子具有相同电荷符号的粒子系统.单成分等离子体有很多特殊的物理性质,并且与高流强加速器、自由电子激光器等实验装置有密切关系. 约束问题是研究通常等离子体时首先遇到的一个难题,而单成分等离子体却有很好的约束性能.原则上,单成分等离子体可实现长时间的约束,在实验室中约束数小时是不难做到的.单成分等离子体易于约束的原因如下:带电粒子在磁场中的角动量与粒子的位置有关,总角动量守恒意味着对粒子的位置有一…     

等离子体密度对放电等离子体极紫外光源影响研究

等离子体状态是决定极紫外光源功率和转换效率的最重要因素之一,理论和实验研究上Xe气流量对放电等离子体极紫外光源辐射谱和等离子体状态的影响,对于优化光源工作条件具有重要的意义。理论上,采用碰撞-辐射模型,模拟了非局部热力学平衡条件下,不同电离度的离子丰度分布随电子温度和离子密度的变化。推导了Xe8+~Xe11+离子4d-5p跃迁谱线强度随电子温度的变化趋势。实验上,采用毛细管放电机制,利用罗兰圆谱仪测量和分析了不同等离子体密度条件下,放电等离子体极紫外光谱的变化,分析了Xe气流量对等离子体状态的影响。理论和实验结果表明： 相同的电流条件下,等离子体箍缩时的平均电子温度随着Xe气流量的增加而降低。对于4d-5p跃迁,低电离度离子与高电离度离子谱线强度的比值随着温度的增加而减少。电流28 kA、Xe气流量0.4 sccm(cm3·min-1)时,等离子体Z 箍缩平均电子温度位于29 eV附近。Xe气流量增加时,受离子密度和最佳电子温度的影响,实现Xe10+离子4d-5p跃迁13.5 nm(2%带宽)辐射谱线强度最优化的Xe气流量位于0.3~0.4 sccm之间。     

非平衡等离子体中原子过程的计算

为得到由中、高Z元素形成的非局域热动平衡等离子体中的离子丰度分布的可靠信息 ,对建立速率方程所需的各种离子的各个原子过程采用了基于一级微扰论的计算 ,提高了原子参数的精度 ;为了进一步节省计算时间 ,在保证精度的前提下 ,针对不同的过程做了不同的近似处理 ;对各个原子过程的计算结果进行多方比较,表明精度可靠.     

自约束球形等离子体的平衡与稳定性

本文用磁流体力学的概念,解释并证实了在环境压力P₀中确可存在平衡且稳定的球形等离子体。同时发现在自约束的等离子体平衡态不可能是无力场位形。还证明自约束的球状等离子体平衡态不唯一。计算结果表明,等离子体火球内部的压力P小于环境压力P₀,与球形马克的磁场形态比较后发现自约束等离子体火球中的磁轴向中心偏移约10％,磁场的剪切稍弱。用Mercier判据可初步得知自约束球形等离子体平衡态是关于局域模稳定的。 关键词：     

自由边界等离子体平衡问题的数值解法

一、基本方程和边界条件 在轴对称情况下,采用柱坐标系(R,z,),可将磁流体平衡方程用流函数ψ表示为