轴对称的垂直不稳定性是拉长位形等离子体的固有属性。构建描述这种不稳定性的等离子体响应模型是进行控制系统设计的基础。在先前的几项工作中，刚性等离子体响应模型被采用来分析EAST等离子体垂直不稳定性，虽然在宏观上能得到与实验增长率相符合的计算结果，但是却不能真实描述被动导体中的三维电流特性，也难以得到正确的稳定裕度，因此，需要更加精细的分析。　　在本论文中，我们使用三维线性模型CarMa0对EAST等离子体的垂直位移不稳定性进行详细地研究。可以证明为了得到正确可信的垂直不稳定性增长率，精确地描述等离子体周围导体结构的三维特性至关重要。这是因为真空室壁距离等离子体太远以至于不能提供足够的被动稳定性。因此，考虑了导体结构三维效应的CarMa0模型计算的增长率与实验值匹配得非常好，对大部分等离子体结构而言，二者相对误差在2％左右，在最糟糕的情形亦仅为15％。我们精细地描绘了与不稳定模相对应的导体结构中的三维电流密度特征。电流路径是整体上为环向的“zig-zag”曲线:真空室电流通过一侧的支撑流进热沉板，与板内的局部电流回路相叠加，并沿着环向流到另一侧，通过该侧的支撑流回真空室。特别地，由于“公共支撑”的存在，被动板中电流的环向宽度是其他部件的两倍，这说明其具有相对较强的被动稳定性。　　我们提出了一种推导等价轴对称模型的策略:通过修改轴对称导体的位置和电阻率，以便拟合复杂三维模型的稳定裕度和增长率。在EAST装置情形，等价轴对称模型为:向背离等离子的方向移动内部部件3.8cm，分别增大窗口单元和内部部件电阻率到原来的10倍和1.08倍。该模型计算的稳定裕度与三维结果吻合得非常好，二者相对偏差在4％以内，估算的增长率非常接近于三维计算值，相对差别在5％以内。等价轴对称模型的意义在于可以避免大型的三维计算，能快速重复的进行稳定性分析（例如对新等离子体结构的设计），也便于反馈控制器的设计。原则上，这种推导等价二维模型的方法可以被应用于任何托卡马克装置。　　由于EAST的升级改造，部分第一壁部件的几何结构与电磁性质已经发生变化，所以我们构建了新的三维与等价二维模型。分析结果再一次表明，环向不连续的面向等离子体部件对等离子体的被动稳定起关键作用，仅靠真空室不能满足被动稳定性的要求。我们还证明第一壁部件改造后的被动稳定性相比于改造前有所变弱，这主要是因为被动板的厚度变薄和上偏滤器结构环向不连续性的增大。实际上，我们在EAST上所获得的结论可以类比到与EAST有相似特点的装置上，即真空室壁与等离子体的距离较远，比如CFETR、DEMO甚至是聚变反应堆等。　　等离子体破裂可能会对面向等离子体部件造成严重损害，分析破裂事件和评估内部部件上的电磁载荷是重要而有意义的工作。在本文中，我们使用能自洽地考虑导体结构三维效应的非线性平衡演化程序CarMa0NL模拟了EAST一个向上垂直位移的破裂实验炮43886。CarMa0NL计算的等离子体平衡边界和磁轴位置与EFIT反演结果较为吻合。我们比较了CarMa0NL计算的、EFIT反演的和实验信号的电流重心垂直位置，结果表明，这三者的增长率都极其接近，尤其是CarMa0NL曲线与EFIT曲线吻合得非常好。此外，CarMa0NL模型计算的真空室环向总电流与实验测量值整体上符合较好，只是在末尾阶段有些微偏差。在上半平面各个支撑中，被动板支撑的电流最大为25kA，最小的是低场侧支撑仅为6kA。而在下半平面中，被动板支撑的电流依旧是最大为12kA，而dome板的两个支撑电流最小仅为3kA。我们将计算的下半平面的内外靶板和dome的四个支撑的电流与测量值曲线进行了比较，可以看到，二者的总体趋势基本吻合。