【摘 要】
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美国普林斯顿大学等离子体物理实验室(PPPL)的托卡马克数值模拟程序TSC(Tokamak Simulation Code)程序是一个在国际聚变研究中有重要地位的大型计算程序,该论文完成了对该计
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美国普林斯顿大学等离子体物理实验室(PPPL)的托卡马克数值模拟程序TSC(Tokamak Simulation Code)程序是一个在国际聚变研究中有重要地位的大型计算程序,该论文完成了对该计算程序的移植和开发工作,并在此基础上,对中国科学院等离子体物理研究所的HT-7U超导托卡马克装置进行了等离子体位形与电流波形控制的放电模拟和垂直位移控制的模拟,对结果进行了分析,论文还对HT-7U装置的先进运行模式进行了计算和研究.该文系统总结了程序中所采用的托卡马克等离子体平衡、输运、位形控制等方面的理论,详细介绍了TSC程序的物理模型、数值方法、主要功能以及它在国际聚变研究中和重要作用.TSC程序是一个自由边界轴对称托卡马克等离子体随时间的演变以及和它相关控制系统的数值模拟程序;它通过在矩形计算网格上解磁流体方程组来模拟自由边界等离子体随时间的演变过程,MHD方程组通过边界条件和外部极向场线圈中的电流相互耦合,同时在磁面坐标中求解压力和密度面平均输运方程;程序考虑了反常输运、新经典电阻率、自举电流、辅助加热、电流驱动、α粒子加热、气泡模稳定性等许多物理模型,可以用于模拟控制系统、辅助加热、电流驱动等问题.
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