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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~η1/3H,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Ψ1~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~η2/5H,相比于无剪切流的结果有γ0~η1/3H<γ,说明剪切流的引入使得线性增长率增大。