HL—IM装置等离子体MHD平衡问题分析

本文论述了用二维轴对称平衡模型计算和分析带铁芯变压器的HL-1M装置等离子体MHD自洽平衡问题。对固定边界和自由边界的等离子体平衡分别作了计算,给出了等离子体平衡的计算结果和磁通量图的研究结果,为HL-1M装置极向场系统设计和建造提供了可靠的数据,也为将来装置的运行提供了很好的数值编码。     

HL—1装置铁芯变压器气隙研究

本文对HL-1装置铁芯变压器气隙进行了实验研究和理论计算。模拟实验给出了不同气隙情况下,空载和负载放电时,等离子体区的杂散场和铁芯磁化曲线测试结果。并用HL-1装置的理论计算值及力线分布做了验证。     

铁芯变压器对极向场的影响

本文叙述了对HL-1装置铁芯变压器作无限长均匀磁化假定后,给出了极向场线圈(包括等离子体电流环)在空气区产生的磁场解析表达式,及数值计算,并在一比四模拟变压器上做了实验,计算结果与实验结果符合。     

HT－7托卡马克中等离子体平衡研究

本文解决了二维轴对称近似下带铁芯的托卡马克中等离子体平衡问题，计算了ＨＴ－７托卡马克中的等离子体平衡位形以及极向场系统的非线性电感和垂直场系数。最后应用Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ方程组和平衡垂直场公式得到了一组等离子体、加热场和垂直场线圈的电流波形的自洽曲线。     

HT—7托卡马克中等离子体平衡研究

本文解决了二维轴对称近似下带铁芯的托卡马克中等离子体平衡问题，计算了ＨＴ－７托卡马克中的等离子体平衡位形以及极向场系统的非线性电感和垂直场系数。最后应用Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ方程组和平衡垂直场公式得到了一组等离子体，加热场和垂地直场线圈的电流波形的自洽曲线。     

HL－1M装置等离子体的平衡和控制

ＨＬ－１Ｍ是ＨＬ－１的改进装置，去掉铜壳后，对极向场线圈和电源都做了必要的修改。此外，还增加了四个快垂直场线圈，并采用可控环流四象限晶闸管交流器供电。对装置调试和运行结果表明．反馈控制系统能很好地维持等离子体平衡。放电一直持续到铁芯变压器的伏秒数用完为止，最长达１０４０ｍｓ。在多数放电的平顶段，等离子体位置都被控制在±４ｍｍ之内．     

变压器铁芯表面温度的光纤Bragg光栅监测与热特征研究

通过ANSYS有限元分析,仿真出铁芯的热点位置和温升范围。设计了一种FBG传感器安装于变压器铁芯的上下轭表面,通过Bragg光栅波长随温度变化的数学模型计算,实现了对变压器铁芯的温度实时在线监测。SFZ11-10000/35型35kV变压器的温升试验表明,铁芯上下轭最高温度达到65.3℃和52.9℃,上轭高于下轭12.4℃。铁芯作为变压器内部的储热部件,在开动风机降温初始阶段,温度仍然表现出少许上升,随后温度趋于平稳,铁芯的温度变化呈现出趋势平稳,降温缓慢的特点。实现了对于油浸式变压器铁芯表面温度的光纤光栅监测,并分析其原因,为变压器正常工作时铁芯的热特征分析提供了数据支持。     

考虑铁芯接缝的电力变压器空载噪声计算*

硅钢片磁致伸缩导致的铁芯振动是电力变压器空载噪声的主要原因,铁芯的接缝结构对空载噪声的影响很大。为研究不同接缝结构对铁芯噪声的影响,本文提出了一种基于接缝区材料磁致伸缩特性等效的方法,首先对含有接缝气隙的铁芯模型进行磁场分析,对接缝区的材料分别进行磁化特性等效及磁致伸缩特性等效;其次采用等效的材料,基于有限元法对一台110kV电力变压器进行磁-力-声耦合分析,计算不同模型的噪声。最后通过对含有不同接缝结构的变压器开展噪声测试,验证了计算方法的有效性。结果表明考虑接缝结构的模型与实测数据有更小的误差,采用接缝结构等效的建模及计算方法可以实现接缝结构对噪声影响的计算。     

HL-2A装置改造方案磁流体平衡的数值模拟

对HL-2A装置的改造方案进行数值模拟,获得了放电初始阶段零场区域设计的最佳方案、等离子体限制器平衡位形、单零偏滤器平衡位形和双零偏滤器平衡位形以及从气体击穿到等离子体电流平顶的等离子体平衡位形的演化过程。计算结果表明,该装置设计方案能够满足装置预期的设计参数要求。     

过饱和铁芯二维磁场的数值计算

本文用有限元法和差分法分别采用拟牛顿迭代和低松弛系数迭代,计算了过饱和铁芯变压器的磁场,均取得稳定的收敛解。文章还对这两种方法作了比较。最后,给出过饱和铁芯托卡马克极向场系统二维磁场计算示例。     

等离子体平衡逆问题的一种数值解法

本文借助离散化算子,把滤波方法推广到非圆截面,对具有非圆截面的等离子体平衡逆问题建立了一个稳定的显式逆推滤波算法;给出了部分非圆截面的计算结果;对圆截面情形的数值解与解析解作了比较。     

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根据基尔霍夫电律和牛顿力学,推导出了HL-2A等离子体平衡响应线性模型。基于matlab/simulink仿真平台并利用HL-2A装置历史实验数据,对等离子体响应模型进行了仿真分析。结果表明,此响应模型能够较好地反映极向场线圈电压与等离子体参数、磁通、磁场等物理量之间的关系,可以作 HL-2M装置位形控制器的研究设计基础。     

A globally convergent method for computing the electron density of a partially ionized plasma

A stable, globally convergent method for computing the equilibrium electron density of a partially ionized plasma is presented. Since the Newton-Raphson method is used, the convergence is quadratic. In addition, global convergence is guaranteed in local thermodynamic equilibrium. The applicability of the method to non-LTE plasmas is discussed.     

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：     

A divertor plasma configuration design method for tokamaks

The efficient and safe operation of large fusion devices strongly relies on the plasma configuration inside the vacuum chamber.It is important to construct the proper plasma equilibrium with a desired plasma configuration.In order to construct the target configuration,a shape constraint module has been developed in the tokamak simulation code(TSC),which controls the poloidal flux and the magnetic field at several defined control points.It is used to construct the double null,lower single null,and quasi-snowflake configurations for the required target shape and calculate the required PF coils current.The flexibility and practicability of this method have been verified by the simulated results.     

托卡马克极向场线圈的优化方法

托卡马克等离子体的三角形变和拉长比对约束和磁流体稳定性有很强的影响，因此在托卡马克装置极向场设计中，在基于物理和工程考虑所预先选定的等离子体平衡位形几何参数下，如何优化确定外部极向场线圈位置和电流，是一个具有重要实际意义的研究课题.为优化确定托卡马克极向场线圈，给出了一个有效的多变量平衡优化方法，能以事先规定的等离子体平衡位形的一些几何参数为目标函数，优化确定极向场线圈位置和电流.并应用它于HT-7U平衡位形计算，得到了所需的结果. 关键词： 等离子体平衡 极向场线圈 优化     

HT-6A托卡马克平衡系统的实验

本文叙述了HT-6A托卡马克平衡系统及第一期平衡实验结果.讨论了HT-6A上铜壳对平衡的贡献;观察到改变垂直场形态因子n而产生的水平位移及垂直位移不稳定现象;介绍了正常放电时的平衡实验,观察到等离子体位移与MHD扰动是紧密相连的;用沙弗拉诺夫薄壳理论计算了对多大的等离子体电流应施加多大的垂直场,结果与实验完全符合。     

Magnetohydrodynamic equilibrium interpretation of low-aspect-ratio tokamak plasma

It is very important to calculate the equilibrium magnetic field configuration exactly and to estimate the parameters of the device needed for the equilibrium and stability in the design and operate the low-aspect-ratio tokamak, one of the axis-symmetrical torus devices which is widely used in the research of nuclear fusion using plasma. In the previous researches, there were the theoretical and numerical interpretation methods for the high-aspect-ratio tokamak plasma. But for the low-aspect-ratio tokamak plasma, numerical methods such as the finite element method and iteration method are usually used. In this research, we interpreted and examined the features of magnetohydrodynamic equilibrium of the low-aspect-ratio tokamak plasma in combination with the Green function method and finite element method which has high numerical value accuracy.