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利用Matlab语言将EFIT程序反演计算过程进行优化整合,简化了程序操作步骤,并增加了对计算结果的分析与存储功能。利用整合后的 EFIT 程序,计算分析了 J-TXET 装置放电过程中等离子体磁场位形和其它参数的演变,绘制了等离子体压强剖面图、等离子体电流密度和安全因子分布等磁面信息的重建结果。此外,还将反演结果与软X射线测算数据进行比对。结果表明,改善后的EFIT程序能够初步满足对实验放电的反演计算分析要求,为J-TXET装置的放电控制和运行提供重要的参考数据。     

HL-2A 等离子体位形重建研究

采用了新的放电方案,消除了环向场对磁测量的影响。通过修改信号调理电路,解决了积分器不能响应磁通快速变化的问题;通过改进磁测量的标定方法,在准确标定磁通和极向磁探针测量的同时,有效地标定了径向磁探针的测量信号。输入这些有效标定数据后,EFIT 能快速收敛,获得了准确可靠的位形重建结果,与探针、氢阿尔法和CCD 等诊断结果很好符合。同时介绍了自行研制的sFIT 位形重建代码,该代码得到的位形重建结果,与EFIT 反演结果一致。     

EAST位形磁流体平衡的模拟

对托卡马克平衡反演数值计算代码EFIT进行了改进,使之适用于EAST装置的磁流体平衡研究.用改进后的平衡反演代码EFIT模拟了EAST装置稳态阶段的偏滤器平衡位形.提出极向场线圈电流作为线性方程组主约束条件,期望位形作为从约束条件,求解非对称电流条件下自由边界平衡问题的方法.结果表明,该方法能较为容易地得到非对称电流条件产生的平衡位形,在非对称电流条件下自由边界平衡计算是收敛的.     

基于异构平台通信的并行化等离子体平衡重建

介绍了基于“平衡重建”反演模式的在线分析与在线显示平台EFIT。通过基于套接字(socket)的异构平台通信机制,实现了不同平台间的大数据量传输。用有限状态机描述服务端来管理节点,用群集系统的若干工作节点实现并行化计算,完成整个放电过程的位形重建通常只需要约1min的时间,能够满足(等离子体放电)间隔期间“在线显示等离子体平衡位形”的要求。利用该异构平台间通信模型,可将Linux平台下EFIT的运行结果,在Windows环境中在线地分析利用。     

HL-2A等离子体实时平衡重建的GPU并行化

描述了HL-2A等离子体实时平衡重建的GPU并行化算法,主要包括G-S方程的并行化处理、三对角方程求解、网格边界磁通计算以及一系列矩阵相乘的并行加速。并行后,在129×129的网格下完成一次迭代计算需要约575μs。     

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。     

HL-2A装置实时等离子体位形重建系统的加速优化

现有的HL-2A实时平衡重建系统采用的是网格尺寸为33×33,将无法满足HL-2M装置对控制精度和速度要求。为此开发了网格尺寸为129×129的重建系统,并通过GPU并行、算法重构等优化方法,使得新的重建系统在保证计算精度的情况下能够使得每一次平均重建计算维持在600μs内,可满足HL-2A和HL-2M中周期为1ms等离子体控制系统对重建系统精度和速度要求。     

HL-2A装置等离子体磁流体平衡的研究

在托卡马克的环形轴对称系统中，通常磁流体平衡Grad—Shafranov方程可写为     

HL-1装置等离子体平衡的实验研究

用对称磁探针测量了HL-1装置等离子体环的水平位移和垂直位移,经微机数据处理系统即时给出了位移随时间的变化曲线,并对装置的杂散场情况作了讨论。实验表明,平衡场和杂散垂直场的合成场能保证等离子体平衡在孔栏中心附近的位置。     

EAST装置等离子体放电位形快速识别研究

为了适应超导托卡马克装置EAST位形控制运行模式的需要，研究了等离子体放电位形快速识别算法，给出了等离子体放电位形重建的模拟计算结果，并与美国GA平衡反演程序EFIT计算的平衡结果进行了详细的误差对比分析.结果表明，通过外部磁测量和合适的电流剖面模型，并结合实时平衡重建算法可以快速地对EAST等离子体放电位形进行识别. 关键词： 托卡马克 等离子体 平衡重建 数值模拟     

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采用了新的放电方案,消除了环向场对磁测量的影响。通过修改信号调理电路,解决了积分器不能响应磁通快速变化的问题;通过改进磁测量的标定方法,在准确标定磁通和极向磁探针测量的同时,有效地标定了径向磁探针的测量信号。输入这些有效标定数据后,EFIT能快速收敛,获得了准确可靠的位形重建结果,与探针、氢阿尔法和CCD等诊断结果很好符合。同时介绍了自行研制的sFIT位形重建代码,该代码得到的位形重建结果,与EFIT反演结果一致。     

J-TEXT装置纵场电源系统及其调试

J-TEXT装置的纵场磁体是由十六个近似圆形的常规铜线圈串联而成。纵场电源系统需要为纵场磁体提供最大电流为160kA、平顶时间为500ms的准梯形电流波形,以在等离子体中心产生最大为3T的磁场。基于原TEXT-U纵场电源的电路结构,重新设计和改造了电源的控制系统和保护系统。目前,纵场电源系统已经通过了测试,在J-TEXT装置首轮放电运行中,该系统可输出92.5kA的平顶电流,在等离子体中心产生了约1.74T的磁场。     

Intermittency of the density fluctuations and its influence on the radial transport in the boundary of J-TEXT

To improve the understanding of the turbulence intermittency,a detailed investigation of the intermittency of the density fluctuations has been performed in the boundary of J-TEXT.The intermittency of the density fluctuations and its influence on the radial transport are reported.The probability distribution functions of the density fluctuations are not scale-invariant,being inconsistent with the self-organized criticality hypothesis.The underlying dynamics of the intermittency are detected using the quiet-time statistical method.The probability distribution function of the quiet times shows double-power-law regions,indicating the existence of correlations between the successive burst events.     

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J-TEXT装置由许多相关子系统组成,其中央控制系统的主要功能和作用是统一调度和协调各个子系统,控制装置的运行状态。J-TEXT中央控制系统是基于Windows和QNX操作系统平台,并采用工业控制计算机结合PCI工业控制卡来实现的。该系统已经完成了相关测试并获得满意结果。在首轮的J-TEXT放电调试中,该系统运行稳定可靠,控制效果良好。     

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研制了一种基于电容储能的脉冲电源系统用于J-TEXT 装置扰动磁场线圈的运行,介绍了J-TEXT 装置静态扰动磁场线圈(SRMP),对静态扰动磁场电源系统进行了原理分析,并给出了电源的运行结果。实验运行效果表明,输出电流最大能达到8kA,最大电流上升率为200A.ms-1,静态扰动场电源系可以稳定地工作,可以产生足够的扰动磁场并开展相关物理实验。     

基于J-TEXT 装置的光耦合隔离放大器设计与分析

基于反馈技术设计了一款带宽2.7MHz、高线性度、低传输延时的光耦合隔离放大器,仿真分析了 I-V 转换电路补偿电容对电路频率特性的影响,并选择了合适的电路参数。将部分寄生参数考虑在内,建立了电路数学模型,仿真、测试与理论分析相结合研究了电路的线性度与频率特性。基于J-TEXT 装置静电探针悬浮电位测量系统验证了电路在系统中的可用性。     

J-TEXT 装置静态扰动场电源系统结构分析及实现

研制了一种基于电容储能的脉冲电源系统用于J-TEXT 装置扰动磁场线圈的运行,介绍了J-TEXT 装置静态扰动磁场线圈(SRMP),对静态扰动磁场电源系统进行了原理分析,并给出了电源的运行结果。实验运行效果表明,输出电流最大能达到8kA,最大电流上升率为200A.ms^-1,静态扰动场电源系可以稳定地工作,可以产生足够的扰动磁场并开展相关物理实验。     

Spline based least squares integration for two-dimensional shape or wavefront reconstruction

In this work, we present a novel method to handle two-dimensional shape or wavefront reconstruction from its slopes. The proposed integration method employs splines to fit the measured slope data with piecewise polynomials and uses the analytical polynomial functions to represent the height changes in a lateral spacing with the pre-determined spline coefficients. The linear least squares method is applied to estimate the height or wavefront as a final result. Numerical simulations verify that the proposed method has less algorithm errors than two other existing methods used for comparison. Especially at the boundaries, the proposed method has better performance. The noise influence is studied by adding white Gaussian noise to the slope data. Experimental data from phase measuring deflectometry are tested to demonstrate the feasibility of the new method in a practical measurement.