托卡马克边缘等离子体密度涨落对低混杂波电流驱动影响的理论研究

基本信息
批准号:11675073
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:龚学余
学科分类:
依托单位:南华大学
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:李新霞,郑平卫,尹陈艳,向东,黄千红,尹岚,谢宝艺,钟翊君
关键词:
密度涨落低杂波电流驱动托卡马克
结项摘要

Lower hybrid current drive is essential for tokamak to approach steady-state operation, even for the plasma high mode discharge. The density fluctuations at the plasma edge is considered as an important candidate for the quickly decrease of the lower hybrid current drive efficiency in tokamak, where phenomenon of ray wave scattering occurs. In this project, the effect of ray wave scattering that induced by density fluctuations at plasma edge on the lower hybrid current drive efficiency will be discussed. On the one hand, a theoretical analysis of the density fluctuations on the full wave equation will be done based on the Maxwell field equations. On the other hand, we propose a physical model including the plasma density fluctuations at edge, the obtained full wave calculation subroutine is to couple with the ray-tracing code and the Fokker-Planck code, and a careful study of the lower hybrid current drive efficiency in the presence of edge density fluctuation will be carried out. Consequently, an optimization of plasma parameters at the tokamak edge with high current drive efficiency is obtained. The projection is of great significance to the tokamak experiment with lower hybrid wave operation.

低混杂波电流驱动是托卡马克装置稳态高性能运行的重要手段。目前实验上观测到等离子体高密度参数下低混杂波电流驱动效率快速降低被认为与托卡马克边缘等离子体密度涨落密切相关,波射线散射是边缘等离子体密度涨落的重要特征。本项目拟针对边缘等离子体密度涨落现象研究其导致的波射线散射对波传播轨迹、波功率沉积和波驱动电流效率的影响。一方面,基于电磁场麦克斯韦方程组,理论分析推导包含等离子体密度涨落效应的全波方程,获得该方程的数值求解方法;另一方面,根据实验装置参数建立相应的物理模型,根据数值求解获得的全波方程与ray-tracing程序和Fokker-Planck程序模块耦合,通过数值模拟研究边缘等离子体密度涨落的波散射对低混杂波电流驱动效率的影响,获得能够提高低混杂波电流驱动效率的优化的边缘等离子体参数。本项目的研究为托卡马克装置实验提供理论参考。

项目摘要

针对本项目的研究目标和研究内容,开展了积极的理论和数值模拟研究。一方面,建立了包含等离子体密度涨落效应的理论计算模型,并与ray-tracing程序和Fokker-Planck程序模块耦合,获得了计算方程的数值求解方法;另一方面,依托国内外装置,从多方面仔细深入模拟研究了托卡马克等离子体边缘密度涨落对低杂波电流驱动效率的影响。获得了托卡马克边缘等离子体中高低场侧的模拟结果,研究了低混杂波高平行折射率分量对等离子体电流驱动影响,研究了边缘局域模对低混杂波电流驱动的影响,发现了托卡马克边缘即离轴位置上低混杂波与电子回旋波Ohkawa机制联合电流驱动的新协同效应,在EAST托卡马克装置上做了低杂波电流驱动等离子体环向旋转实验研究,并在这些研究中总结了低杂波电流驱动优化方案;同时,也研究了快波电流驱动、螺旋波电流驱动以及旋转磁岛诱发的快离子输运相关的物理问题对托卡马克边缘等离子体的影响,尝试从更深层的角度揭示边缘等离子体密度涨落的物理本质,得出优化低杂波电流驱动效率的方案。总之,完成了项目的各项研究任务。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
3

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

DOI:
发表时间:
4

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
5

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

DOI:10.11951/j.issn.1005-0299.20200093
发表时间:2020

龚学余的其他基金

批准号:10475039
批准年份:2004
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:11375085
批准年份:2013
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
批准号:19875083
批准年份:1998
资助金额:6.50
项目类别:面上项目
批准号:10775066
批准年份:2007
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:10275032
批准年份:2002
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:11075073
批准年份:2010
资助金额:46.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

低杂波与托卡马克边缘等离子体耦合的粒子模拟研究

批准号:11405208
批准年份:2014
负责人:李德徽
学科分类:A2901
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
2

低杂波改善托卡马克等离子体约束机理的研究

批准号:19985005
批准年份:1999
负责人:匡光力
学科分类:A2901
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目
3

低频调制驱动托卡马克等离子体电流的原理试验

批准号:18780110
批准年份:1987
负责人:郑少白
学科分类:A29
资助金额:7.00
项目类别:专项基金项目
4

托卡马克中低杂波驱动等离子体转动的理论与数值模拟研究

批准号:11575246
批准年份:2015
负责人:潘成康
学科分类:A2904
资助金额:52.00
项目类别:面上项目