强磁化等离子体中Fokker-Planck方程及经典输运的理论研究

基本信息
批准号:11675257
项目类别:面上项目
资助金额:66.00
负责人:李定
学科分类:
依托单位:中国科学院物理研究所
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:董超,刘鹏飞,林竞波,冯虹瑛,杨文,成俊义
关键词:
能量输运强磁化等离子体碰撞带电粒子输运弛豫
结项摘要

Effect of strong magnetic field on the classical transport in plasma is very fundamental and challenging issue. It is very important for study of high confinement mode for present tokamak and of physical mechanisms for future compact fusion reactor. This project will obtain analytically the general Fokker-Planck (FP) equation in strongly magnetized plasma and give calculation methods for magnetized FP collision term. Magnetized FP collision term will be derived by using the binary collision model combined with perturbation theory. Magnetized FP collision terms will be obtained respectively including a reflective effect and the collective effect. Then, magnetic field dependence of thermal conductivity and particle diffusion coefficients across the magnetic field will be given respectively, in which the physical mechanism will be investigated.

强磁场对等离子体中经典输运的影响是很基础也是很有挑战性的课题,对当前托卡马克高约束模式运行和未来紧凑型聚变堆物理机理的研究都具有重要意义。本项目将导出磁化等离子体中Fokker-Planck方程的一般形式并给出磁化Fokker-Planck碰撞项的计算方法。分别给出采用二体碰撞模型结合扰动理论得到的磁化Fokker-Planck碰撞项、包含反射效应的磁化Fokker-Planck碰撞项以及包含集体效应的磁化Fokker-Planck碰撞项的表达式。进而分别导出横越磁场方向热导系数与粒子扩散系数对磁场的依赖关系,探讨其中的物理机制。

项目摘要

强磁场对等离子体中经典输运的影响是很基础也是很有挑战性的课题,对当前托卡马克高约束模式运行和未来紧凑型聚变堆物理机理的研究都居有重要意义。本项目在前期导出了均匀等离子体全磁化Fokker-Planck方程和Landau方程的基础上,导出了碰撞项含均匀磁场的均匀等离子体全磁化Balescu-Lenard-Guernsey方程。导出了描述全磁化等离子体中平行反射导致散射的电子-电子碰撞项并研究了相关的输运效应。导出了外加磁场情况下初步的卢瑟福散射角表达式。通过求解电子全磁化动理学方程,得到了含磁场的平行电阻解析表达式。导出了非均匀离子全磁化Fokker-Planck方程,研究了相关垂直粒子输运。研究了非均匀等离子体中电子之间碰撞反射过程引起的垂直热输运。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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