电子回旋波与快波协同效应的数值研究

在考虑了电子的反弹平均效应及高能电子的相对论效应下,通过数值求解电子的Fokker-Planck方程,研究了托卡马克等离子体中快波与电子回旋波电流驱动问题。采用九点差分法对方程进行离散,应用近似LU因子分解法对方程进行了数值求解。计算结果表明快波与电子回旋波联合电流驱动具有很强的协同效应,在两波联合电流驱动下,驱动电流大于单波电流驱动之和。     

用快波加热燃烧等离子体

在把离子伯恩斯坦波处理成对快阿尔芬波的响应下，导出了点火托卡马克等离子体的离子回旋共振加热的二阶模转换方程。这个二阶方程的数值积分表明，结果与由高阶方程的计算很好地一致。只有在弱阻尼的情况下，α粒子吸收的功率才是重要的。     

托卡马克中快波电流驱动下全波方程的数值求解

用全波方法研究环形对称托卡马克等离子体中离子回旋频率范围内(ICRF)的快波电流驱动(FWCD)问题,考虑有限拉莫尔半径(FLR)效应和平行色散,建立全波计算的物理模型—全波方程,通过对全波方程的数值求解得到快波在等离子体中激发的电场强度分布.结果表明:快波可以传播到高温高密度等离子体的中心;快波在磁轴附近发生了模式转换;快波可以驱动中心的等离子体电流以改善等离子体的平衡位型;平行电场比垂直电场小三个数量级,通过垂直方向的回旋共振和平行方向的穿越期磁泵效应达到驱动电流的目的.     

快波加热的天线设计

托卡马克中离子回旋频段的天线耦合效率主要取决于天线的体制和天线的尺寸。根据等离子体对不同谱分量的吸收性能差别,以及天线激励电流的谱应与等离子体对射频波吸收谱相匹配,对快波加热天线设计问题进行了细致地探讨。     

快波模式转换效率的理论分析和数值模拟

利用相位积分法, 在传统的布登模型基础上, 考虑了高场侧截止层的影响, 构建了三体模型, 求出了快波通过单一衰减层的传输系数、反射系数和模式转换系数. 在双离子情况下, 模拟的结果与Kazakov等人的结果相符合. 针对EAST实验, 将双离子模型推广至三离子模型, 分析了不同相位、少子浓度、频率和纵场强度对快波模式转换效率的影响, 为未来离子回旋加热实验提供参考. 关键词： 模式转换加热 离子回旋波加热 相位积分     

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介绍了离子回旋波加热领域研究进展,具体分析了快波少子加热模式转换情况以及影响模式转换分量大小和位置的因素。通过控制波的频率及少子浓度,使得波能够顺利传播到托卡马克等离子体的离子混合共振与截止的区域附近,并转换为离子Bernstein波而被等离子体有效吸收,因而能够改善加热效果。     

快波模式转换电子加热

利用全波方法对环形轴对称托卡马克等离子体中快波模式转换电子加热的机理进行了讨论,并针对EAST超导托卡马克上未来ICRF实验中可能的快波模式转换电子加热方案进行了模拟计算,为进一步ICRF实验方案设计优化提供了理论依据。     

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采用等离子体分层模型,利用WKB近似研究了离子回旋共振加热(ICRH)天线发射谱n||对离子回旋波在托卡马克等离子体的表面功率反射系数、吸收衰减的影响,数值模拟了不同天线发射谱n||条件下快波少数离子加热的效果.模拟结果表明,当其它实验参数一定时,ICRH天线发射合适的n||能提高天线与等离子体的耦合效率,增强少数离子加热的效果.     

环形系统双成份等离子体中快波离子回旋共振加热

本文考虑环形系统双成份等离子体中快波电场与少数成份离子共振时,快波经回旋阻尼以加热等离子体。假定粒子间接近无碰撞,沿特征线积分Vlasov方程的方法求一级分布函数及各类粒子贡献的电流。因为少数成份粒子密度与多数成份粒子密度之比为小量,不难求解等离子体内精确到一级的电场。从而求得快波回旋阻尼功率。对于一个具体的激发系统,由边条件求解场系数,得到了通过快波回旋阻尼加热等离子体的功率。     

单模光纤中超快受激拉曼散射的反斯托克斯波

由光纤中光的基本传输方程出发 ,利用慢变振幅近似 ,给出了包含反斯托克斯波的光纤超快受激拉曼散射的耦合波方程。以此为基础讨论连续、超快受激拉曼散射中泵浦波、斯托克斯和反斯托克斯波的耦合 ,分析了单模光纤相位匹配和群速匹配对光纤超快受激拉曼散射反斯托克斯波产生的影响     

低杂波电流驱动下加热的数值模拟

应用作者最新改进的求解FOKKER-PLANK方程的程序,首次得到了低杂波电流驱动下的加热功率密度和加热功率.这些数值模拟结果不仅很好地解决了低杂波电流驱动中的功率平衡问题,而且也能为以后的托卡马克低杂波电流驱动实验提供一定的指导作用.     

重复频率直线变压器在长脉冲高功率源中的应用

在初级脉冲整形的基础上,利用快直线变压器技术,可以使长脉冲高功率微波驱动源的结构紧凑并实现模块化。为此着重分析了直线变压器的传输效率,研究了导致系统输出波形畸变的主要因素。通过工程实验,取得了功率数GW、重复频率25 Hz、前沿约40 ns、宽度约160 ns的长脉冲电子束流输出。     

基于低温共烧陶瓷工艺的一种新型层叠式多层结构的波概念迭代方法研究

提出了基于波概念的一种有效迭代方法,详细给出了波概念迭代法（wave concept iterative process）理论推导公式,并用来处理基于低温共烧陶瓷工艺的新型多层结构计算问题,涉及到了混合磁场与电场方程,包括基于一种简单形式的匹配负载模拟上的S参数提取问题.利用matlab语言编写程序, 从而确定S参数的频率响应,并将数值结果与仿真结果进行比较,两者呈现出很好的一致性,同时验证了波概念迭代法相对于其他算法的优势所在. 关键词： 波概念迭代法 快速傅里叶模式变换 低温共烧陶瓷工艺     

Fast ignition by detonation in a hydrodynamic flow

A general concept of fast ignition by a hydrodynamic pulse is developed. The main statements of the concept are formulated having in mind the need to ignite the pre-compressed thermonuclear fuel of the inertial confinement fusion (ICF) target. Initially, combustion must be initiated inside the hydrodynamic flow during its action on the target. The conditions for propagating a self-sustaining thermonuclear-detonation wave from an igniter on the thermonuclear fuel of the ICF-target must be provided. For this, the deuterium–tritium (DT) igniter placed in the forward part of the hydrodynamic flow should not only be heated up to thermonuclear temperature, but also compressed to a density close to the density of the ICF-target fuel. It is shown that the detonation of the multilayer conical target (containing DT-ice and a heavy pusher) enables fast ignition of the ICF target fuel of 200–500 g/cm³ density at an implosion velocity of 300–500 km/s.     

Gyrotron travelling wave amplifier: III. A proposed wide-band fast wave amplifier

A simple scheme is proposed for the construction of a wide-band fast wave gyrotron travelling wave amplifier. The key features of this scheme include a contoured waveguide, a tapered magnetic field, and injection of input signals in opposite direction of the streaming electrons. Bandwidths at tens of percents, and gain at tens of decibals, are projected.     

孔隙介质中快纵波的衰减特性和动力协调现象

依据Biot理论并采用前人的骨架模量孔隙度关系,计算了弹性波在孔隙介质中的衰减曲线,发现快纵波存在零衰减点.为解释这种现象,分析了孔隙流体相对于骨架运动的特点.结果表明,存在快纵波动力协调介质,快纵波在这种介质中传播时,流体和骨架之间无宏观相对位移,因此无论频率多高,流体粘滞系数多大,快纵波都不衰减.一个引申的结论是,在动力协调的渗透性孔隙介质中,即使存在双电层,快纵波也不产生流动电势.     

垂直极化平行板有界波电磁脉冲模拟器辐射近场的快速估算方法

为快速估算出垂直极化平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器的时域近场,将散射传递函数法应用于该类型模拟器近场的时域计算中,即对于给定的脉冲源,先寻找有效频谱范围能覆盖该源的高斯脉冲源,并应用时域有限差分(FDTD)方法计算该高斯脉冲源激励时模拟器中测试点场的时域响应,再利用傅里叶变换、系统的传递函数及傅里叶逆变换计算得到给定脉冲源激励时各测试点场的瞬态响应。所得计算结果与直接使用给定脉冲源激励时FDTD方法的计算结果符合较好。所述方法可用于同一模拟器在不同脉冲源激励时辐射近场的快速估算,能大大减少FDTD模拟计算的次数,尤其对于中大型模拟器能有效减少计算时间和内存。     

一阶速度-应力Biot双相各向同性介质弹性波

提出一种等价的一阶双曲型速度一应力Biot双相各向同性介质弹性波波动方程,以实现双相介质混合波场中纯快慢纵波和纯横波波场分离的问题.应用散度和旋度理论证明双相介质等价方程波场分离的可行性,采用高阶交错网格有限差分法构建高精度正演算子,推导其PML吸收边界条件和稳定性条件,并对均匀双相介质和层状非均匀双相介质模型进行数值...