托卡马克等离子体中撕裂模不稳定性分析

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对托卡马克理论和实验的研究是受控核聚变研究的中心问题,采用何种手段使托卡马克稳态运行的模式研究是当前磁约束核聚变研究的前沿和热点.在导致等离子体大破裂的不稳定性研究中,磁流体不稳定性一直受到人们的关注.其中撕裂模的不稳定性占据着极其重要的地位,因为它是诱发等离子体破裂的重要因素.所以研究撕裂模的产生、增长以及如何控制具有重要意义.本文的研究首先是从撕裂模的产生入手,分析研究有关经典撕裂模方面理论包括:单撕裂模线性和非线性演化理论,然后重点运用简化的磁流体力学方程和边界层法分析、推导双撕裂模增长率的线性变化,得出其线性增长率变化关系.然后进行数值模拟.结果表明在考虑电阻效应的情况下,当两有理面之间距离足够小,双撕裂模的线性增长率γ~S-1/3(?),反之γ~S-3/5(?).同样在考虑电子粘滞效应的情况下,当两有理面之间距离足够小,双撕裂模的线性增长率γ~R-1/5(?),反之γ~R-1/3(?).最后介绍控制经典撕裂模的方法.这些内容对托卡马克平衡磁场位形的设计也有一定的参考价值.
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