等离子体理想及电阻局部模不稳定性

用一个收敛很快的级数构造了非圆截面、线性电流分布环形等离子体的磁流体平衡解。分别用梅瑟判据和格勒塞判据数值研究了几种典型位形在整个等离子体区域的理想和电阻局部模不稳定性。     

磁场中电弧等离子体柱的螺旋不稳定性

讨论了具有抛物互形电流分布的电弧等离子体柱在磁场中的不稳定性问题，从磁流体力学方程组出发，推导出电弧柱扰动满足的方程与边界条件，求得了这些方程的解析解，进而导出了在趋中心电流分布情形下电弧运动所满足的微分方程，由此给出了稳定性判据。将所得结果与均匀电流分布情形做了比较，稳定区域增宽，与实验结果相符。     

环形轴对称锐边界等离子体的扭曲模不稳定性

本文对任意环径比、任意β值、任意截面形状的轴对称锐边界等离子体,给出了正确的边界条件,导出了无导体壳和存在导体壳两种情况下扭曲模稳定性的能量矩阵,对环向波数n为1,2,3的能量矩阵,给出了可快速、精确积分的具体形式,对不同环径比和不同拉长度b/α的椭圆形、跑道形(包括圆形)截面的等离子体进行了数值计算。计算结果表明,跑道形截面等离子体的临界β值比相应的椭圆形截面的β值高,随着b/α的增大,跑道形截面的临界β值也增加。导体壳有一定的稳定作用。从系统稳定性边缘态的本征矢量来看,存在导体壳时极向扰动的最大分量是模数1的扰动。与J.P.Freidberg和W.Grossmann的工作比较,在环径比为2时,圆截面等离子体的临界β值相差23％,临界q值相差15％。     

反磁剪切等离子体中的电阻交换模不稳定性

具有内部输运垒（ITB）的反磁剪切（RS）等离子体位形是在托卡马克中获得高参数的最具前景的途径之一。这种位形不仅改善等离子体约束,而且可以改进象气球模和新经典撕裂模等这类宏观模的稳定性。然而,反磁剪切区域的高压强可以驱动电阻交换模不稳定性,从而破坏中心区的等离子体高参数。为了研究电阻交换模不稳定性的性质,并确定其在RS等离子体中发展的区域,我们利用在HL－2A中使用中性束注入建立的RS位形来分析电阻交换模不稳定性。     

等离子体放电柱磁螺旋不稳定性的线性理论

在静电磁流体方程基础上,提出了柱状放电电弧等离子体磁螺旋不稳定性的一种新的线性分析方法.通过数量级分析得到的简化扰动能量方程研究了外轴向磁场中阻抗粘滞m=1慢模,解析地给出了全部解和不稳定性增长率.并讨论了外加轴向磁场、弧电流和弧柱半径与外管壁半径相对大小等对电弧不稳定性的影响 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     

小环径比锐边界等离子体的扭曲模不稳定性

本文研究了小环径比锐边界等离子体的扭曲模不稳定性,计算结果表明:外导体壳有一定的稳定作用,无论外导体壳存在与否,环状模数n为1的临界β值均为最小,即为最危险的扰动模式,随着环径比例数ε的增大,临界β值开始时增大,在ε=0.7时达到极大值。ε>0.6时高β极限与低β极限下的临界β值几乎相等。 关键词：     

自由边界螺旋对称磁流体平衡的数值研究

用自洽平衡方程数值求解了自由边界螺旋对称平衡,并未发现如非自洽方法计算所得到的磁岛结构。在存在l=2螺旋绕组时,等离子体截面呈椭圆变形,与解析结果定性一致。     

载流有界等离子体柱中的剪切阿尔芬波涡旋

本文采用二流体方程组，研究低β（ｍｅ／ｍｉ＜＜β＜＜１）载流有界等离子体柱中的非线性剪切阿尔芬波，求得一类新的电磁涡旋解。在这类解中，扰动电场和扰动磁场的局域结构由单极部分和多极部分组成，而扰动密度是多极涡旋结构。这些相干结构以一定的角速度整体地绕等离子体柱轴运行。对于本文所取的参数，平衡电流对扰动电磁场和密度的涡旋结构无影响。     

一类与等离子体色散函数有关的共振积分的数值处理

波与粒子的环形漂移共振作用导致一些与等离子体色散函数有关的高阶共振积分。通过适当的复变换可以将它们化成有限区间中的正常积分,它特别适合于复参数虚部很小时的积分值的计算。     

等离子体的能量分布和电位的数值计算

在方磁阱近似、各向同性位近似以及最低模近似下,用数值方法求解了简化的F-P方程。得到了若干数值结果,结果与物理分析相符合。同时,本文详细地叙述了数值方法。     

环形非圆截面等离子体自由界面的磁流体平衡方程解

在有导体壁的条件下,对于各种趋肤的及趋中心分布的等离子体纵向电流,用一种统一的迭代方法,计算了相应的自由界面的磁流体平衡方程解,并讨论了这种方法适用的范围。 关键词：     

椭圆截面等离子体柱的扭曲不稳定性

本文处理了锐边界椭圆截面等离子体柱的扭曲不稳定性,给出了用椭圆特征函数表示的色散关系的一般形式,对单模和两模扰动,给出了精确到椭圆率ε二级的结果。在任意椭圆率下进行了数值计算。结果表明,模数之间的耦合起解稳作用。当椭圆率增大时,稳定性所需的q_Σ值迅速增加,在无导体壳和a/b>2时,近似地有q_Σ-1∝(a/b)²。对于有限长度的系统,波长等于系统长度的扰动是最危险的。在小椭圆率情况下,对此种扰动而言,当系统的长度缩短(相应于环径比减小)时,对应的系统稳定性q_Σ值仅稍为增大一点。导体壳有一定的稳定作用。但当变形足够大时,扰动的有限波长和导体壳的存在对系统稳定性q_Σ值几乎没有多少影响。     

自由边界等离子体平衡方程的直接解法

本文介绍了外维持场随时间变化条件下等离子体平衡方程(非线性椭圆型偏微分方程)的数值求解方法。文中着重叙述了差分方程组为直接解法,并与通常采用的松弛迭代法进行了比较,结果表明直接法比松弛法精度高且节省机时。     

等离子体高频不稳定性的高阻抗探针测量

采用高阻抗探针，测量了热电子等离子体的高频扰动，扰动频率与外磁场的关系及爆发区域匠实验观察表明，高频扰动为离子漂移回旋不稳定性。     

脆性动态断裂模型

 本文借鉴于Perzyna的基本思想及Seaman等人的实验结果提出了一个脆性材料动态断裂模型。利用本文的模型对Cochran的实验结果进行了数值模拟，其计算结果比Cochran的计算结果与实验吻合得更好。     

解多种介质自由边界问题的边界元方法

本文讨论了非均匀介质自由边界问题的边界元解法,导出了具有弱奇性积分核的边界积分方程,并被用来处理分片均匀土坝的渗流自由面问题。