低杂波与托卡马克边缘等离子体耦合的粒子模拟研究

Most existing simulation studies of the coupling of lower hybrid waves (LHWs) to Tokamak plasmas are based on Brambilla’s linear theory. As the input power increases, the nonlinear effect in the process of exciting and coupling of LHWs will become more significant. In this project, we will study the nonlinear exciting and coupling process of LHWs by using particle simulation method, and will provide a theoretical reference and support for EAST experiments. By comparing the difference between the results from particle simulations and from the Brambilla model, the nonlinear effect for coupling of LHWs in different parameters will be discussed.

现有的对于低杂波在托卡马克等离子体中耦合的模拟研究大都基于Brambilla线性理论。随着波注入功率的增加，低杂波在激发与耦合过程中的非线性效应的影响也将越来越显著。在本项目中我们将采用粒子模拟方法，研究低杂波在等离子体中的非线性激发与耦合过程，从而为EAST实验提供参考与支持。通过比较粒子模拟结果与Brambilla线性模型的差异，讨论不同参数下非线性效应对低杂波耦合的影响。

现有的对于低杂波在托卡马克等离子体中耦合的模拟研究大都基于Brambilla线性理论。在本项目中，我们采用粒子模拟方法研究了低杂波在等离子体中的非线性激发与耦合过程，从而为后续的低杂波计算程序提供更精确的平行折射率谱和低杂波功率。此外，我们还通过模拟，研究了等离子体大幅度波对线性色散关系的偏离效应，以及射频波天线表面等离子体鞘层的空间尺度和时间特性。这些工作对于EAST射频波加热实验，特别是大功率射频波注入实验具有重要意义。