高约束模式下 mhd 不稳定性的实验研究
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中科院等离子体物理研究所 2011 级博士开题报告. 高约束模式下 MHD 不稳定性的实验研究. 报告人:徐立清( [email protected] ) 导 师:胡立群 研究员 2011.12.05. 提纲. 研究的物理背景 研究的现状 主要依赖的诊断系统 分析方法 研究的内容及工作计划 主要参考文献. 提纲. 研究的物理背景 研究的现状 主要依赖的诊断系统 分析方法 研究的内容及工作计划 主要参考文献. MHD 不稳定性的角色. MHD 扮演的角色:芯部输运(如锯齿、 1/1 模、 3/2 模 etc )、边界输运( ELM )及高能粒子输运 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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研究的物理背景 研究的现状 主要依赖的诊断系统 分析方法 研究的内容及工作计划 主要参考文献
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MHD 扮演的角色:芯部输运(如锯齿、 1/1 模、 3/2 模 etc )、边界输运( ELM )及高能粒子输运
主要关心的 MHD 不 稳定模式有 m/n=2/1 的外扭曲模,和 m/n =1/1 的锯齿模。
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相同 q 值的两个临近有理磁面上的撕裂模可能发生耦合,相互驱动激发的双撕裂模会引起离轴的“锯齿崩塌” 锯齿崩塌利于芯部的杂质的排除,避免破裂,锯齿模也很可能与“内部输运垒”有关 锯齿崩塌过程中存在着高阶的谐波分量
( 2/2,3/3 )模,在 q=1 面附近形成随机带
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导体壁的有限电阻效应会使( 2, 1 )外扭曲模部分解稳,导致缓慢增长的电阻壁模 锯齿模崩塌的环耦合效应会为( 2, 1 )模提供种子磁岛,激发新经典撕裂模 快粒子会激发( 2, 1 )模振荡,产生“类鱼骨模”
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软 X 射线辐射( SXR )诊断 空间分辨率在 1.7~2.1cm 之间,目前在 EAST 上有 3 个阵列,通过反演可得到磁面的空间结构。 磁探针诊断( Mirnov 线圈) 判断 MHD 主要的诊断,用来直接的观测磁扰动 电子回旋辐射( ECE )诊断 单电子的同步辐射与回旋辐射功率的接收
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频谱分析方法 傅里叶变换( fft 和 stft ) 小波分析方法 软 X 射线反演来观察磁面随时间的变化
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FFT 来确定扰动的模数 SVD 来确定扰动的模数
基于 Tokamak 磁场的哈密顿原理模拟获得的模的空间结构投影——庞加莱截面HB
H
ddH
dd ;
),,()( 10 HHH
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结合 SVD 方法和软 X 射线的反演方法来获得复杂的耦合模的空间模式结构
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双撕裂模会引起离轴的“锯齿崩塌”的相关研究 (“annular crash.”)
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纯增长的锯齿的崩塌相关机理研究。 FTU 上观测到,他们认为是磁重联的非线性过程由半碰撞到无碰撞过度,进而重联加速,导致锯齿的快崩塌,并且逆磁效应在模的线性过程中起很大的作用,逆磁效应会阻碍模的增长。 T7 上也观察到了纯增长的锯齿的崩塌,崩塌过程和 FTU 上的类似。
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关于锯齿崩塌后,重联过程仍未结束,锯齿模在崩塌后仍幸存方面的调研和研究。 锯齿后兆不论 T7 和 EAST都由观察到。
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快粒子激发的( 1,1 )“鱼骨模”,快粒子会激发( 2, 1 )模振荡等相关研究。快粒子与 MHD 模式的相互作用(在随机场下),来缓解破裂方面研究。 在 EAST 高约束模式运行条件下, TM ( NTM )和 ELM 相关方面的研究。 在 EAST 高约束模式运行条件下,误差场及
( 2,1 )模(锁模)和破裂等相关研究。 发展MHD 方面的数值计算和解释程序。
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高约束模式运行下的锯齿模相关仍是研究的重点。同时关注各种模的相互作用及和边界的相互作用。 锯齿模崩塌的环耦合效应会为( 2, 1 )模提供种子磁岛,激发新经典撕裂模。
(a)m/n=2/1 新经典撕裂模的 SXR 信号 (b) 锯齿模 SXR 的时间演化
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