【摘 要】
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磁约束托卡马克聚变研究涉及众多前沿科学和工程技术难题,理论预测和实验诊断共同发展的状态。然而单独依靠诊断难以满足放电实验数据实时重构的需求,如温度密度长期难以得到完整的剖面数据,分辨率不足导致磁约束托卡马克装置物理剖面无法描述高约束模式（H模）放电的台基物理参数剖面。基于此,本研究基于通用原子能公司（General Atom,GA）为主开发的OMFIT集成模拟平台,结合HL-2A/M实验数据和理论
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磁约束托卡马克聚变研究涉及众多前沿科学和工程技术难题,理论预测和实验诊断共同发展的状态。然而单独依靠诊断难以满足放电实验数据实时重构的需求,如温度密度长期难以得到完整的剖面数据,分辨率不足导致磁约束托卡马克装置物理剖面无法描述高约束模式（H模）放电的台基物理参数剖面。基于此,本研究基于通用原子能公司（General Atom,GA）为主开发的OMFIT集成模拟平台,结合HL-2A/M实验数据和理论分析,整合全局放电参数,开展工作流,并将集成模拟结果与实验诊断结果进行对比验证。结合HL-2A的高约束放电实验数据分析和HL-2M运行方案参数,利用集成模拟程序OMFIT,输运程序ONETWO和TGYRO,平衡反演程序EFIT,发展HL-2A/M的H模集成设计分析工作流。第二章介绍了磁约束托卡马克平衡反演的原理,用于等离子体磁流体不稳定性分析的物理模型和托卡马克输运模型。第三章基于HL-2A/M磁约束托卡马克装置,利用OMFIT集成模拟平台,搭建了包含平衡反演程序EFIT、输运程序ONETWO和TGYRO等核心程序,搭建了开展动力学平衡位形重建的集成模拟平台。第四章基于实际磁约束托卡马克装置HL-2A诊断实验诊断数据给出的温度和密度剖面物理参数、电磁诊断结果和中性束加热（NBI）功率,基于OMFIT工作流,开展了HL-2A的高约束模式（H模）放电的集成模拟。有效预测了HL-2M高约束放电方案的准确性,并对集成模拟分析的可靠性提供参考。基于此,开展了等离子体电流剖面分布分析,获取自举电流和驱动电流份额及分布,掌握准确的安全因子分布,有利于深入分析放电实验,并评估高约束放电实验的品质。第五章基于搭建的集成模拟平台,采用HL-2A的实验数据进行放电集成模拟分析,一、重建了HL-2A放电实验的磁面位形,给出了准确的等离子体边界。二、基于提供的托卡马克磁约束聚变等离子体离子/电子温度剖面,安全因子剖面,欧姆电流/自举电流/驱动电流剖面及其份额,通过物理分析给出H模式下的安全因子剖面和电流分布。三、对实验数据进行归一化和插值处理,发展集成模拟工作流,对集成模拟结果分析并与实验物理数据进行对比,验证提出的工作流的模拟可靠性。该研究有助于对国内磁约束托卡马克装置HL-2A/M先进运行模式（高比压和高约束模式）研究提供整体数据参考,对未来聚变堆的稳定燃烧提供帮助。
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