非平衡高温等离子体中温度梯度的不稳定性

本文用非平衡动力学方法研究高温等离子体中(T_i>lkev)温度梯度的不稳定性.考虑等离子体中存在电离和复合这两种互逆过程及扩散和压力不均匀引起的等离子体流动,建立密度动力学方程.给一个小密度扰动便可得出溫度梯度满足的稳定性条件.结果表明,离子温度升高时体系从稳定到不稳定交替出现,这与PLT最近的实验报道一致.     

KT－5C托卡马克等离子体中磁场涨落的测量

在ＫＴ－５Ｃ托卡马克等离子体中进行了磁场涨落的测量，获得了磁场涨落的频谱和径向分布，实验结果表明，磁场涨落的幅度随着等离子体半径的增加而减少，对于不同ｑ值的放电条件下都是如此．实验中还观察到如果在限制器上施加正偏压的话，能够相当有效地抑制磁场涨落的幅度．     

基于电子回旋动理学和离子完全动理学的电流片不稳定性的模拟研究（英文）

采用电子回旋动理学和离子完全动理学模拟程序研究了电流片中的不稳定性问题,其中考虑了自洽电流和额外激励电流两种情况.通过对电子采用回旋平均处理,该模拟方法相对于电子离子完全动理学模拟更为经济有效,同时还保留了重要的电子拉莫尔半径、波粒共振、电子的热压力非对角项等效应.该理论框架涵盖了从低频大尺度磁流体问题到高频小空间尺度例如低杂波以及哨声波等.模拟结果给出了电流片不稳定性的实空间分布结构以及线性增长率随物理参量的依赖关系.进一步分析表明,电流片中心不稳定性为静电模式,该不稳定性不足以激发快速磁场重联.此外给出了带电粒子速度各向异性的理论推导过程.     

电子回旋脉塞等离子体粒子模拟的理论研究

提出了基于波函数分析的有源缓变轴对称圆波导TE模式电子回旋脉塞场的展开方程,采用电磁型等离子体粒子模拟技术和有效电流分配法将电子注看作电流源,研究了归一化的电流密度方程和带电粒子运动方程,并利用单极近似和蛙跳算法在空间和时间上给出了场的变化、带电粒子的动能和位置的更新形式.阐述了理论分析过程,为数值模型奠定了基础.     

电子回旋脉塞等离子体的粒子模拟

采用等离子体粒子模拟(PIC)的方法,在理论研究基础上应用电磁模型,鳊写了TE模式的电子回旋脉塞等离子体粒子模拟程序并进行了数值模拟.模拟结果表明由于相对论效应引起角向群聚,从而产生净能量的交换;回旋脉塞主要发生在ω≈ωc的横向区域,注-波互作用的结果使粒子几乎全部将能量耦合给微波.     

电子回旋波在托卡马克等离子体中的传播

通过数值求解波迹方程研究了电子回旋波在等离子体中的传播.结果表明,非寻常波从强场侧和顶部发射时能够很好的在等离子体中传播,从弱场侧发射时波的可近性条件比较严格.寻常波从强场侧、弱场侧和顶部发射时,通过适当的调整波的发射条件,也能得到理想的传播结果.     

KT—5C托卡马克等离子体中磁场涨落的测量

在ＫＴ－５Ｃ托卡马克等离子体中进行了磁场涨落的测量，获得了磁场涨落的频谱和径向分布，实验结果表明，磁场涨落的幅度随着等离子体半径的增加而减少，对于不同ｑ值的放电条件下都是如此。实验中还观察到如果在限制器上施加正偏压的话，能够相当有效地抑制磁场涨落的幅度。     

电子回旋共振等离子体特性的数值模拟

以电子作为流体，离子作为粒子这一混合模型，研究了电子回旋共振等离子体微波放电的热现象及离子沿偏离轴向磁力线的输运。结果表明气压对ＥＣＲ等离子体影响很大。     

微波等离子体电子回旋共振放电粒子模拟分析

电子回旋共振放电产生的等离子体在微电子工业中材料加工、空间电推进方面有着广泛的应用。为了研究微波等离子体电子回旋共振的放电特性,使电子回旋共振放电产生的等离子体密度和能量转换效率更高,建立了微波等离子体电子回旋共振放电的1D3V模型,描述了带电粒子在外加静磁场、微波场共同作用下的微观运动。结果表明:微波频率为2.45 GHz时,随着静磁场磁感应强度的增加,平均电子能量先持续增大达到峰值,随后又不断地减小,且在0.087 5 T时电子加速效果最明显,结果符合电子的回旋频率公式,验证了该模型的正确性;共振区域内,发现在0.087 5 T磁感应强度下,微波频率为2.45 GHz下拟合的电子速度分布才与微波电场分布趋势相似,说明微波电场推动了电子运动。这为进一步研究微波等离子体放电的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞模拟奠定了基础,也为进一步研究微波等离子体源中粒子产生效率及微波等离子体源的物理性质提供了重要参考。     

HT-7装置中低杂波电流驱动时的电子温度

在HT-7托卡马克实验装置中采用低杂波电流驱动,在不同低杂波功率和电子密度(ne)下,考察中心电子温度和能量约束时间的变化。观察到当ne=1.3×1019~2.6×1019m-3时,中心电子温度随低杂波输入功率的增大而升高;当ne=1.3×1019m-3,低杂波输入功率为400 kW时,电子温度最高,达到1.37 keV。在本实验参数范围内,其能量约束时间与ITER89-P L-模定标率十分吻合。比较欧姆加热和低杂波加热下的电子温度分布,当ne=1.71×1019m-3,低杂波输入功率为260 kW时,电子温度有明显的温度梯度出现。     

托卡马克等离子体中杂质模的研究

利用数值积分方法求解色散方程,研究托卡马克等离子体中杂质模的不稳定效应,分别模拟了不同杂质离子所激发的杂质模在不同参数下的变化情况.结果表明,杂质模驱动的等离子体不稳定性通常随杂质离子的质量和电荷数增大而增大,但也有反常的情况,质量很大的杂质离子可能导致更小的不稳定性.杂质模的激发必须使杂质离子浓度超过一定的阈值,杂质离子越轻,电荷数越低,阈值越大.更强或更弱的磁剪切效应都有利于抑制杂质模的不稳定性.在k_(θρ_s)谱图中,钨(W~(+8))杂质模有更小的谱宽度.     

托卡马克上软x射线能谱测量电子温度的修正

HT-7托卡马克上通常采用软x射线能谱诊断测量等离子体的电子温度.由于该测量的弦积分效应,测量的不是局域的值.数值分析结果表明该测量误差取决于电子温度剖面、等离子体密剖面,以及拟合的能区.这个效应在等离子体电子温度测量中会低估电子温度.     

两种电子温度等离子体系统中的电子束流不稳定性

在一个包含两种不同温度电子的等离子系统中,用一维全粒子模拟模型研究电子束流不稳定性.在模拟模型中,考虑了离子与电子的实际质量比与将离子看成是静止不动的背景离子相比,在一维全粒子模拟中噪声要低,并且由于离子的原因电子束流不稳定性变弱.由于电子速度分布出现的平台和一维全粒子模拟模型中电子洞的形成使得孤波产生,在模拟中该孤波沿着电子束流的反方向传播.     

激光诱导Ni等离子体电子温度、电子密度的空间演化特性研究

在350-600nm波长范围内测定了激光烧蚀Ni等离子体中Ni原子的空间分辨发射光谱.由发射光谱线的强度和STARK展宽分别计算了等离子体电子温度和电子密度,并由实验结果讨论了激光等离子体的空间演化特性.     

超高速碰撞产生等离子体的电子温度诊断

研究相近碰撞速度、不同入射角度超高速碰撞产生的瞬态等离子体的电子温度随时间的变化规律.设计了瞬态等离子体诊断的扫描Langmuir探针诊断系统.通过二级轻气炮加载LY12球形铝弹丸,采用设计的扫描Langmuir探针诊断系统分别进行了入射角度(与靶板水平面的夹角)为45°,60°和90°条件下碰撞LY12铝靶产生等离子体的实验诊断.对实验得到的有效数据进行了每1/2个周期的读取和处理,获得了在整个物理过程中给定探针位置处等离子体的电子温度与碰撞角度的关系.     

托卡马克芯部等离子体微观不稳定性研究

在Weiland模型的基础上,考虑碰撞效应的双流体方程,获得了托卡马克等离子体芯部区域ITG（离子温度梯度模）和TEM（捕获电子模）的色散关系,分析了归一化温度梯度和密度梯度以及归一化径向坐标对这两种模式增长率的影响。计算结果表明等离子体密度梯度对离子温度梯度模有致稳作用,而对捕获电子模模有促进作用。两种模的增长率都随各自温度梯度和归一化径向坐标的增大而不同程度增大。     

Effect of Heat Transfer Coefficient on the Temperature Gradient for Hollow Fiber

The heat transfer coefficient h caused by blowing affects the heat transfer of fiber greatly. Especially, unsymmetrical blowing forms the unsymmetrical temperature gradient on the fiber cross-section. Based on the results of spuming simulation by computer, the changes of heat transfer coefficient on the cross-section along the spinning line and the effects on distributions of temperature gradients were discussed. It is showed that for the spuming simulation of hollow fiber under strong blowing condition, the heat transfer coefficient should be modified as :