托卡马克等离子体中的氘和杂质SMBI模拟研究

来源 :西华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhyanhz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
提高等离子体加料效率和加料深度是托卡马克磁约束聚变装置实现高约束稳态运行的重要目标。目前,国内外科研工作者已经开展了大量有关等离子体加料的实验研究,然而数值模拟工作还比较匮乏。为了改进氘SMBI的加料深度,我们用BOUT++中的输运模块trans-neut,在HL-2A托卡马克装置的真实磁场位形下,保持注入速度和注入通量不变,通过调整注入密度80)和注入宽度(2研究超声分子束注入(SMBI)参数对加料深度和加料效率的影响。通过对模拟数据的分析,我们发现:1)密度较小、宽度较大的超声分子束能够实现较大的注入深度;反之,超声分子束的注入深度会降低;2)密度较小、宽度较大的超声分子束波前能够在等离子体内部较深位置持续更长的时间。氦SMBI可以实现边缘局域模(ELM)缓解。为了探究氦SMBI缓解ELM的机制,我们迫切需要一个模型和程序来开展相关工作。论文从含源分布函数的Boltzmann动理学方程出发,推导得到了多流体输运方程,在适当的简化情况下进一步得到了杂质SMBI的输运模型。在BOUT++框架下,我们数值求解上述输运方程,编写关于杂质SMBI输运的初值代码trans-imp,并利用所编写的trans-imp代码,模拟了圆截面磁场位型下氦超声分子束与H模边缘等离子体的相互作用。在数值模拟的过程中,我们考虑了氦粒子的电离反应和复合反应、以及电离辐射、复合辐射、韧致辐射和回旋加速器辐射,而忽略了电荷交换反应。研究发现:1)在注入阶段,几乎所有注入的氦粒子中的束缚电子都会剥离,在注入通道上模拟观察到不断堆积的二价氦离子,而很难观察到一价的氦离子。模拟发现氦离子存在两个粒子输运通道:氦离子自身压强驱动出的氦离子平行速度输运通道和1m2/s的氦离子径向扩散系数引起的粒子输运通道。模拟过程中所设置的氦离子径向扩散系数对其径向剖面影响较大。氦粒子在注入通道中会与背景等离子体发生强烈的相互作用,驱动出氘离子平行速度,进而引起氦沉积处氘离子密度下降,导致氘离子温度小幅下降,而电子温度大幅度下降。2)在弛豫阶段,氦离子剖面存在较大的密度梯度,导致氦离子向内、外输运,使得剖面趋于平坦。同时,电子和氘离子剖面逐渐恢复。
其他文献
有机太阳能电池(OSCs)和钙钛矿太阳能电池作为当下研究的热点,拥有着很多很好的特性,比如,较高的光能转换效率、简单的制备工艺、低廉的制作成本和广阔的应用前景,但制备更高效
黄土高原的风蚀水蚀交错区是一个生态环境脆弱的区域,在水力和风力两种作用的影响下,形成的水土流失对当地农业用地和自然生态产生严重的破坏。细沟侵蚀是黄土高原发生土壤侵
目的:通过分析急性冠脉综合征患者血清中的肿瘤标志物CA125水平的表达,比较CA125在ACS三种亚型(UA,NSTEMI及STEMI)之间的差异,与hsCRP、BNP、LVEF、hsTnI、CK-MB的相关性,探
片形吸虫病是由大片形吸虫和肝片形吸虫寄生在草食性哺乳动物或人的肝胆内引起的一种人畜共患寄生虫病。硫氧还蛋白谷胱甘肽还原酶(TGR)是片形吸虫氧化还原系统中一个非常重要
锂离子电池是一种高效的电能存储技术,被广泛应用于人类社会的各大领域中,例如新能源汽车和便携式电子设备。传统锂离子电池大多采用液态电解质作为锂离子的传输媒介,使用过
随着信息时代的来临,面对日常生活中爆炸式增长的数据,如何进一步提高半导体存储器的存储性能,比如更高的存储密度、更快的运行速度、更低的器件功耗,更便宜的价格,这些成为
为减少大气污染、提高电煤比重、优化能源布局,我国在全国范围内大力推行电能替代,即在终端能源消费环节,使用电能替代散烧煤、燃油、燃气的能源消费方式。但是,电能替代给我
乳腺癌是全球范围内女性最常见的恶性肿瘤之一,也是引起女性死亡的重要病因,研究乳腺癌相关的分子机制具有重要的意义。人类中,MERIT40基因所在位点是首个被发现的三阴性乳腺
植物的细胞代谢能可以表征植物的生理活性和源库状况。通过测定两种桑科植物构树(Broussonetia papyrifera)和桑树(Morus alba)在标准霍格兰营养液、铵态氮:硝态氮为1:1调整型霍
当代中国正处于从传统社会向现代社会、从计划经济向市场经济的转型之中,社会转型是社会结构的全方位、深层次的变革,它在促进社会进步的同时,也引发了前所未有的风险,即转型