导读:本文包含了撕裂模不稳定性论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:撕裂模,超电阻,非线性
撕裂模不稳定性论文文献综述
杨文[1]（2018）在《超电阻对撕裂模不稳定性的影响》一文中研究指出在能源问题越来越严重的的今天,可控核聚变因燃料储存量巨大、安全清洁等特点,成为人类理想的未来能源。在各种装置位形中,以托卡马克为代表的磁约束装置被认为最有可能的一种。在托卡马克中,撕裂模不稳定性由于能改变磁场拓扑结构形成磁岛,改变粒子和能量约束,并可能导致大破裂和托卡马克稳态运行的崩塌,被认为是最危险的一种不稳定性机制。而撕裂模不稳定性的发展,又受到诸如宏观磁流体不稳定性等各种物理机制的综合影响。对于撕裂模不稳定性的线性阶段,FKR理论已经有了较为完善的研究;而在非线性阶段,Rutherford方法由于使用了流量平均算符,会消去对流项,导致电流密度的准线性修正丢失。因此本文在处理撕裂模不稳定性的非线性阶段时,将使用准线性方法来分析其演化过程。首先,本文采用平板位形下的约化磁流体(RMHD)方程组,研究了超电阻(也称为反常电子黏滞)效应对撕裂模不稳定线性阶段的影响。得到了新的线性撕裂模增长率γ～ηH/3,与电阻撕裂模的线性增长率γ～η3/5相比,由超电阻导致的撕裂模增长率对系数有更小的依赖程度。然后,本文采用准线性方法,对包含超电阻效应的撕裂模不稳定非线性进行了理论研究。利用低beta和大纵横比近似下的约化磁流体方程组,根据边界层理论,建立了同时包含超电阻和等离子体电阻的非线性撕裂模演化方程,并在两种极限情况下,分别得到了不同的非线性演化方程。其中,当等离子体电阻很小可以忽略时,磁通ψ1随t2/3增长,即相比于只有等离子体电阻的情况φ1～t2,只有超电阻效应时非线性撕裂模增长更缓慢。最后,对同时包含两种效应的情况进行了分析,得到了撕裂模的非线性时间演化方程。最后,本文还研究了超电阻以及平衡剪切流共同存在时,对撕裂模不稳定性线性阶段的影响。在忽略电阻项的情况下,增长率为γ～ηH2/5,相比于无剪切流的结果有γ0～ηH1/3<γ,说明剪切流的引入使得线性增长率增大。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2018-06-01）
袁赟[2]（2018）在《局部驱动螺旋电流控制撕裂模不稳定性的研究》一文中研究指出撕裂模是等离子体中有限电阻或粘滞等效应的存在而有电流驱动的一种宏观的磁流体力学不稳定性,是磁约束聚变等离子体中常见的物理现象。托卡马克磁约束聚变装置中,有理面上发展起来的撕裂模不稳定性会降低轴心等离子体的温度与密度,影响磁约束装置的约束性能,由撕裂模不稳定性产生的磁岛发展到足够大时,甚至引起等离子体的大破裂。因此,磁约束装置中控制撕裂模不稳定性是磁约束聚变研究中一个热点问题。本文采用电阻磁流体力学模拟的方法,在托卡马克大环径比近似的情况下,研究了局部驱动螺旋电流对撕裂模不稳定性的影响,讨论了螺旋电流的径向沉积宽度、强度和驱动时机对m=2/n=1经典撕裂模发展的影响。研究结果表明局部驱动螺旋电流的沉积宽度的变窄和强度的增大,都会更加有效的抑制经典撕裂模的发展,但是螺旋电流沉积宽度比较窄或螺旋电流的强度较大时,会引起翻转不稳定性.随着螺旋电流在经典撕裂模发展过程中驱动时刻的推迟,对撕裂模不稳行性的控制能力会减弱。以磁岛宽度作为反馈信息的反馈式驱动螺旋电流对撕裂模不稳定性影响的研究表明反馈式驱动螺旋电流不仅能有效的抑制撕裂模不稳定性的发展,而且能够避免翻转不稳定性的出现。(本文来源于《南华大学》期刊2018-05-01）
刘勇强[3]（2017）在《局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响》一文中研究指出存在于托卡马克等离子体中的诸如各种形式的背景热源、局域热源等,对磁岛以及撕裂膜的影响越来越引起人们的注意。本文采用数值模拟的方法求解磁岛的能量热输运方程,来对磁岛内电子温度分布、等离子体热输运的反常行为等进行研究。由于平行热输运x_‖在磁岛内产生附加热输运效应会增强径向热输运x_r,在有理面处达到最大值,本文将以磁岛宽度与临界磁岛宽度比w/w_c为关键参数,研究横越磁岛的径向热输运x_r和平行热输运x_‖的这种关系。在w/w_c<1时,x_r/x_⊥与(w/w_c)~4成正比,在w/w_c>3时,x_r/x_⊥与(w/w_c)~2也成比,这两个范围间存在一个过渡缓冲区域,在该区域范围内这种变化放缓。由于电子回旋共振加热(ECRH)具有良好的局域加热特性,因此,本文用数值方法,在磁岛内应用局域高斯热源对ECRH加热进行了初步模拟,将能量沉积在磁岛有理面处附近区域,通过对比仅存在背景热源、同时存在背景热源和局域高斯热源这两种情况,研究发现在单磁岛中加入局域高斯热源将能有效提高磁岛O点和磁岛X点之间温度差δT_e=T_(e(o))-T_(e(x))/T_(e(x)),并且能减小单磁岛对等离子体能量约束的不利影响。如果两相邻的磁岛相互重合迭加最终会形成无规磁场,对比了在无规磁场中有、无局域高斯热源这两种情况后,发现无规磁场内加入局域高斯热源会使得磁岛O点和磁岛X点之间温度扰动δT_e获得比较大地提升,抑制无规磁场对等离子体能量约束的不利影响。(本文来源于《东华大学》期刊2017-12-01）
袁赟,路兴强,龚学余,尹陈艳,陈诗佳[4]（2018）在《局部驱动螺旋电流对撕裂模不稳定性的影响》一文中研究指出采用约化磁流体力学模拟方法,在托卡马克大环径比近似情况下,研究了局部驱动螺旋电流对撕裂模不稳定性的影响,分析了螺旋电流强度、螺旋电流径向沉积宽度以及螺旋电流加入时刻对m=2/n=1经典撕裂模发展过程的影响。研究结果表明:螺旋电流强度的增大和沉积宽度的变窄都会更有效地抑制经典撕裂模的发展,但过强的螺旋电流强度或较小的螺旋电流沉积宽度会引起翻转不稳定性;随着螺旋电流在经典撕裂模发展过程中加入时刻的推迟,其对撕裂模不稳定性的控制效果会越来越差。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2018年02期）
张威[5]（2017）在《霍尔效应对托卡马克撕裂模不稳定性的影响》一文中研究指出人们普遍认为撕裂模不稳定性在空间等离子体和实验室等离子体中都有着重要的作用。撕裂模不稳定性会导致磁场的拓扑结构改变,磁能会转化为动能和热能。许多空间等离子中爆发性的现象都与撕裂模有关。在实验室等离子体中,撕裂模不稳定性被认为是导致托卡马克装置等离子体约束下降的主要原因。因此,研究撕裂模不稳定性对实现可控核聚变有着重要的作用。为了更好的研究托卡马克撕裂模不稳定性的相关问题,我们开发了叁维环位形托卡马克磁流体模拟程序CLT。之后,我们进一步对CLT进行了升级优化,主要包括空间精度从二阶精度升级为四阶精度并对边界进行优化处理。升级后的CLT其计算精度和数值稳定性有明显提高。目前CLT不仅可用来模拟锯齿振荡(sawtooth)等大尺度非线性物理过程,也可以用来模拟研究霍尔效应、电流驱动、RMP等对托卡马克电阻撕裂模不稳定性的影响。我们系统地研究了霍尔效应对托卡马克撕裂模和电阻内扭曲模的影响。我们的模拟结果证明了电子的抗磁漂移效应自洽的包含在Hall-MHD方程组中。在Hall-MHD模型中,撕裂模不稳定性导致的磁场扰动会沿着电子的抗磁漂移方向旋转,其频率略低于电子的抗磁漂移频率。在研究霍尔效应对撕裂模增长率的影响时,我们发现撕裂模的增长率随着霍尔效应增大而增加。考虑到在Hall-MHD模型中扰动磁场会沿着电子抗磁漂移方向旋转,那么当我们研究双撕裂模时,应该考虑霍尔效应对双撕裂模演化的影响。当两个共振面上的压力梯度不同时,这两个有理面上的扰动磁场旋转频率就会不同。因此,在双撕裂模增长的过程中,两个有理面上的撕裂模就从开始的相反相位而相互激发变为相同相位而相互抑制。因此,其增长率就会远远低于没有霍尔效应的模拟结果,而且双撕裂模在很小幅度时就达到了饱和。在等离子体加热时,常常观测到锯齿振荡的信号。一般认为这种现象是由于电阻内扭曲模引起的。尽管几十年来人们为解释锯齿振荡提出了许多种假设,但是目前来说还没有一种模型能完整解释锯齿振荡。当不考虑霍尔效应时,锯齿振荡过程中磁场扰动具有比较好的对称性,并且在该过程中我们发现有磁轴存在。磁轴对锯齿振荡有较强的阻尼作用,因而使得锯齿振荡在几个周期后衰减为另外一种小振荡形式。在加入霍尔效应之后,由于电子的抗磁漂移效应引起磁场扰动旋转,破坏磁场扰动的对称性,因而导致磁轴对振荡的阻尼减弱。所以,霍尔效应能显着地改善锯齿振荡的周期性。近年来,人们发现可以通过外加线圈对等离子体施加共振扰动来控制磁岛以及抑制边缘局域模来实现H模运行。托卡马克装置中不可避免的存在着误差场,其各个傅里叶分量会在相应的有理面上诱导产生磁岛,从而有可能导致托卡马克的新经典撕裂模不稳定性。因此,研究共振磁扰动(RMP)对托卡马克H模运行有着重要的意义。我们模拟研究了 RMP对已非线性饱和的磁岛的影响,观察到了 RMP与磁岛的锁模现象。RMP只有在强度高于临界值时,才能与磁岛锁模,当其强度低于临界值时,磁岛不能发生锁模。而当RMP与等离子体的相对速度增大时,锁模所需要的RMP强度会随之增大。初步测试证明了 CLT的RMP模拟结果与之前的理论和模拟工作一致。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-07-10）
陈诗佳[6]（2017）在《局部驱动电流抑制撕裂模不稳定性研究》一文中研究指出撕裂模不稳定性是托卡马克装置中磁能转化为等离子体动能和热能的方式之一。这种不稳定性可能引起托卡马克等离子体的约束变差,甚至引发大破裂。因此,研究如何在实验中避免撕裂模不稳定性的产生及撕裂模出现后的控制方法是非常重要的。为改善电流分布,在有理磁面附近加入驱动电流,实验和理论表明射频波电流驱动可以有效抑制撕裂模不稳定性。射频波电流驱动抑制撕裂模不稳定性仍有许多问题需要进一步探讨和解释。本论文首先在直圆柱位形下,采用不可压缩磁流体模型,依据基本方程组模拟出大环径比下托卡马克等离子体的状态,然后采用高斯分布形式,引入外部驱动电流。研究了驱动电流的分布特征,包括电流分布的峰值和半高宽。然后测试不同外部电流环境下等离子体运动状态的变化,研究了直圆柱位形中外部驱动电流对2/1及3/1撕裂模的影响。模拟具有不同分布特征的外部驱动电流,或者固定电流特征不变,改变注入时间,观察不同外部条件下撕裂模磁岛宽度的变化。研究表明采取沿径向沉积具有高斯分布的外部驱动电流在有理面上的方式,能够有效减缓2/1单撕裂模及3/1双撕裂模的发展。当2/1单撕裂模发展起来后,加入局部驱动电流,观察磁岛宽度,发现增长速度明显减缓。针对这种情况展开一系列详细研究,结果表明,局部电流幅值约占本底等离子体电流值的12%、电流沉积宽度约为小环半径的25%时,抑制效果较好。此外,研究表明,尽早加入外部驱动电流,能有效地抑制撕裂模。当3/1双撕裂模的磁岛初始间距中等时,模式经历线性、非线性驱动、快速磁重联和重联衰减四个阶段。在两个有理面上的发展最快的模式相互耦合,驱动系统非线性发展。研究结果表明,托卡马克装置中沉积在有理面上的同向驱动电流能够有效的减缓双撕裂模的发展。电流驱动幅值约占本底等离子体电流值的4%、驱动电流沉积宽度约为小环半径的7%时,抑制效果较好。在双撕裂模进入第叁阶段即快速磁重联阶段之前加入外部驱动电流,才能有效的抑制撕裂模的磁爆发。(本文来源于《南华大学》期刊2017-05-01）
毕海亮,魏来,范冬梅,郑殊,王正汹[7]（2016）在《旋转圆柱等离子体中撕裂模和Kelvin-Helmholtz不稳定性的激发特性》一文中研究指出采用约化的磁流体力学模型,数值研究了柱位形等离子体中q剖面和极向旋转剖面对q=1撕裂模不稳定性和Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性的影响.随着旋转强度的增加,m/n=1/1模被逐渐抑制,而高阶谐波模式(如m/n=2/2,m/n=3/3等)会经历四个区间:撕裂模失稳区间、撕裂模致稳区间、稳定窗口区间和K-H不稳定性激发区间.更进一步,我们发现,m/n=1/1模的增长率随旋转强度的改变与剪切层所处位置有关,并且剪切层分布在有理面内外的结果基本一致;然而高阶谐波模式却没有此类现象.另外,有理面处磁剪切越小,撕裂模越容易被剪切流抑制,并且越容易激发K-H不稳定性.(本文来源于《物理学报》期刊2016年22期）
王胜[8]（2016）在《托卡马克中电阻撕裂模不稳定性的数值模拟》一文中研究指出受控热核聚变是一种解决能源危机与环境问题的理想选择。托卡马克作为一种目前实现可控核聚变最可行的磁约束聚变装置之一而受到广泛的研究。撕裂模不稳定性无论在空间等离子体中还是实验室等离子体中都是一种非常重要的基本物理过程。在托卡马克等磁约束聚变装置中,撕裂模的发展往往会破坏磁面、增强输运、使等离子体约束退化甚至导致破裂。因此研究撕裂模的物理性质,探索稳定或控制它的手段具有非常重要的意义。基于磁流体模型,我们开发了一个叁维环形的磁流体代码CLT,用于模拟研究环形装置中宏观磁流体不稳定性及等离子体的演化。使用这个代码,本文着重对托卡马克中等离子体环向旋转以及驱动电流对电阻撕裂模不稳定性(m/n=2/1)的影响进行了研究。关于平衡的环向等离子体旋转对撕裂模的影响,我们发现,不管这个旋转有没有剪切,它都可以抑制撕裂模的线性增长,且旋转越快,对撕裂模的稳定作用越强。经过分析,我们得知,旋转的这种稳定作用主要来自于由环几何引入的Coriolis效应。而对于低粘滞的等离子体(τR/τV<1,τR和τv分别是电阻扩散时间和粘滞扩散时间),旋转剪切的存在反而会在等离子旋转较强时,减弱旋转本身这种的稳定作用；对于高粘滞(τR/τV>>1)的等离子体,旋转剪切与粘滞效应的协同作用则是对撕裂模是“致稳”的。关于外加的驱动电流对撕裂模的影响,我们首先考虑在未扰动的有理磁面附近(q=2)施加一个环向与极向均匀而径向呈高斯分布的驱动电流。模拟结果显示,合适的这种驱动电流可以局部地改变等离子体平衡的电流分布与安全因子q分布,使之对撕裂模线性更稳定。这种稳定作用可以随着驱动电流强度的增强或驱动电流宽度的减小而增强。但过强的驱动电流也可能会使有理面附近的磁剪切反转,从而驱动其他不稳定性如“叁撕裂模”(triple tearing modes)。当驱动电流密度的峰值偏离平衡的有理面时,驱动电流对撕裂模的稳定作用可以忽略甚至起反作用。我们也初步研究了随磁岛O点螺旋分布的驱动电流的影响,发现这种驱动电流只需很小的强度就可以很好地抑制撕裂模。但是如果这种驱动电流密度的分布(位置及相位)不随时间变化,在磁岛缩小几乎消失后,这种驱动电流的继续存在反而会在与原来相位相差π的位置驱动新的撕裂模增长。而考虑驱动电流随着磁岛的变化而变化,则撕裂模可以被长时间抑制在一个相当低的水平。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-07-15）
谢舒嘉[9]（2016）在《J-TEXT上等离子体电流调制抑制撕裂模不稳定性的实验研究》一文中研究指出撕裂模不稳定性是托卡马克放电实验中常见的磁流体不稳定性,它不仅会导致等离子体约束变差,也有可能促发等离子体的大破裂,因此进行抑制撕裂模不稳定性的研究对这类磁约束核聚变装置的长期稳定运行具有重要意义。等离子体电流调制是近年来提出的一种抑制撕裂模不稳定性的方案,其实现方法是通过调制欧姆加热场电源在等离子体平衡电流上感应一个交流的扰动电流,形成动态的共振磁面,从而达到抑制撕裂模的效果。为了更好地理解等离子体电流调制抑制撕裂模不稳定性的作用机制,本文利用J-TEXT托卡马克装置开展了相关的基础理论研究和一系列的物理实验研究,在实验上成功地利用等离子体电流调制手段完全抑制撕裂模不稳定性,并且获得了有效抑制撕裂模的调制参数区间。通过对撕裂模不稳定性的基本理论和物理模型的深入调研和学习,利用磁流体力学方法分析了等离子体电流调制抑制撕裂模的理论模型,相关数值分析结果显示当有理面振荡宽度大于磁岛宽度且超过撕裂层宽度时,能够很好地抑制线性撕裂模。为了验证理论数值模拟结果及更高效地通过电流调制抑制撕裂模,在J-TEXT托卡马克装置上开展了一系列具有对比性的实验研究,实验表明电流调制抑制撕裂摸的效果与调制电流的幅值和频率具有很强的关联性,调制频率相同时,调制幅度超过一定阈值才能完全抑制撕裂模;调制幅度相同时,频率较高时抑制效果不显着;不同的调制波形以及等离子体的安全因子对调制效果也会有一定的影响。最后通过实验研究,证实在电流调制过程中,电流调制引起的位移振荡对撕裂模的影响可忽略,表明电流调制抑制撕裂模不稳定性的机理还有待探索。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
韩最蛟,彭晓东[10]（2015）在《等离子体轴向运动对撕裂模不稳定性影响研究》一文中研究指出从电阻磁流体模型出发,详细推导了柱形位形下低β等离子体中包括等离子体宏观轴向运动效应的电阻性撕裂模线性不稳定性理论。数值研究发现:等离子体轴向运动速度本身对撕裂模具有明显的稳定作用,而轴向运动速度剪切的作用并不明显。分析表明:轴向运动通过改变扰动势函数和磁通函数之间的相位差(偏离π/2)来降低撕裂模增长率,同时产生一个较低的撕裂模频率。(本文来源于《核聚变与等离子体物理》期刊2015年04期）
撕裂模不稳定性论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
撕裂模是等离子体中有限电阻或粘滞等效应的存在而有电流驱动的一种宏观的磁流体力学不稳定性,是磁约束聚变等离子体中常见的物理现象。托卡马克磁约束聚变装置中,有理面上发展起来的撕裂模不稳定性会降低轴心等离子体的温度与密度,影响磁约束装置的约束性能,由撕裂模不稳定性产生的磁岛发展到足够大时,甚至引起等离子体的大破裂。因此,磁约束装置中控制撕裂模不稳定性是磁约束聚变研究中一个热点问题。本文采用电阻磁流体力学模拟的方法,在托卡马克大环径比近似的情况下,研究了局部驱动螺旋电流对撕裂模不稳定性的影响,讨论了螺旋电流的径向沉积宽度、强度和驱动时机对m=2/n=1经典撕裂模发展的影响。研究结果表明局部驱动螺旋电流的沉积宽度的变窄和强度的增大,都会更加有效的抑制经典撕裂模的发展,但是螺旋电流沉积宽度比较窄或螺旋电流的强度较大时,会引起翻转不稳定性.随着螺旋电流在经典撕裂模发展过程中驱动时刻的推迟,对撕裂模不稳行性的控制能力会减弱。以磁岛宽度作为反馈信息的反馈式驱动螺旋电流对撕裂模不稳定性影响的研究表明反馈式驱动螺旋电流不仅能有效的抑制撕裂模不稳定性的发展,而且能够避免翻转不稳定性的出现。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
撕裂模不稳定性论文参考文献
[1].杨文.超电阻对撕裂模不稳定性的影响[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2018
[2].袁赟.局部驱动螺旋电流控制撕裂模不稳定性的研究[D].南华大学.2018
[3].刘勇强.局域热源对磁岛热输运的研究以及对撕裂模不稳定性影响[D].东华大学.2017
[4].袁赟,路兴强,龚学余,尹陈艳,陈诗佳.局部驱动螺旋电流对撕裂模不稳定性的影响[J].原子能科学技术.2018
[5].张威.霍尔效应对托卡马克撕裂模不稳定性的影响[D].浙江大学.2017
[6].陈诗佳.局部驱动电流抑制撕裂模不稳定性研究[D].南华大学.2017
[7].毕海亮,魏来,范冬梅,郑殊,王正汹.旋转圆柱等离子体中撕裂模和Kelvin-Helmholtz不稳定性的激发特性[J].物理学报.2016
[8].王胜.托卡马克中电阻撕裂模不稳定性的数值模拟[D].浙江大学.2016
[9].谢舒嘉.J-TEXT上等离子体电流调制抑制撕裂模不稳定性的实验研究[D].华中科技大学.2016
[10].韩最蛟,彭晓东.等离子体轴向运动对撕裂模不稳定性影响研究[J].核聚变与等离子体物理.2015