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要实现托卡马克等离子体的稳态长脉冲运行，边界物理过程相关研究工作至关重要。边界模拟研究是实验研究的有力补充，它能以有限的实验信息为约束条件，计算得到丰富的边界物理信息，并将各诊断手段测量的分散信息相互统一，整体上研究边界特性。同时，模拟预测边界等离子体及杂质输运特性，是评估偏滤器性能并指导偏滤器设计与优化工作的重要手段。本文工作中，边界等离子体输运程序主要采用OSM及B2.5，中性粒子输运计算采用3D蒙特卡洛程序EIRENE，杂质输运特性由蒙特卡洛程序DIVIMP模拟。本文工作主要以EAST及CFETR为研究对象，既有针对EAST装置的分析模拟，也有关于CFETR的预测模拟。 洋葱皮模型(OSM)具有模型相对简单、灵活方便、便于结合实验等优点。本文以朗缪尔探针测量的靶板处电子温度Te、离子温度Ti（假定等于Te）、以及饱和离子流Jsat为OSM分析的边界条件，选用使用最为广泛的OSM求解器之一(SOL option22)，成功反演了欧姆、L-模以及H-模放电条件下，刮削层等离子体参数Te、Ti、Vb、ne的二维分布。其中，杂质及中性粒子相关信息分别由EIRENE和DIVIMP提供。OSM计算得到的外侧中平面处ne、Te分布与安装在该位置的的快动探针相应测量值具有较好的一致性，特别是Te分布。经分析，上游等离子参数与刮削层碰撞率v*SOL之间的关系密切，随着v*SOL的增加，边界再循环程度逐渐增加，上、下游温度比值逐渐增加，密度比值逐渐减小。计算发现，内、外中平面处离子温度与电子温度比值Ti/T～1.8-3.0，随着v*SOL的增加，电子与离子之间碰撞交换的能量增加，从而Ti/Te具有减小的趋势。 同时，本文以SOLPS计算得到的偏滤器靶板处等离子体参数分布为OSM的边界条件，通过将OEDGE(OSM-EIRENE-DIVIMP)与SOLPS计算得到的边界等离子体参数二维分布相互比较，并将OSM求解得到的径向输运系数值与SOLPS计算实际输入值进行比较，证实了将OSM用于研究EAST刮削层热输运系数的合理性。采用OSM分析了EAST中欧姆以及L-、H-模放电条件下，刮削层中热输运的一些基本特性。经分析发现，EAST中H-模放电条件下的刮削层径向热输运系数xSOL⊥小于欧姆放电及L-模放电条件下的相应值。xSOL⊥随着径向距离的增加而增加，这意味着xSOL⊥与碰撞率v*SOL之间存在着一定的依赖关系。从而表明，反常输运假定与漂移波不稳定性驱动的湍流输运相应结果具有一致性。此外，计算得到xSOL⊥在低场侧的值大于其在高场侧相应值，这与玻姆假定xSOL⊥∝ B-1预测结果具有一致性，同时也证实了EAST装置中刮削层热输运具有在其它装置上所发现的类气球模机制。OSM分析得到的刮削层径向电子热输运系数约大于离子热输运系数的2-3倍。 采用国际上广泛使用的蒙特卡洛杂质输运特性模拟程序之一DIVIMP，模拟了EAST装置中C杂质的产生与输运特性，背景等离子体条件由SOLPS5.0计算得到。经计算，由于在低参数欧姆放电条件下，偏滤器基体材料温度(～80-120℃)不高，碳杂质的主要产生机制为物理溅射，化学腐蚀所占份额较小，碳杂质的有效溅射产额在10-2量级。假定杂质离子横越磁力线运动为反常扩散，输运系数为D=1.0m2/s。模拟发现，在进入最外闭合磁面以内～2cm后，所有的碳中性粒子均发生首次电离成为碳离子。稳态情况下，碳杂质在芯部最高密度约为5×1015m-3，最高浓度约为10-3量级。通过将DIVIMP与SOLPS计算得到的CIII(465.0 nm)辐射信息分别与实验测量结果对比发现，DIVIMP计算结果与实验结果符合较好。这是由于碳杂质离子（特别是低价态离子）电离特征时间和空间尺度较小，不能很好地满足B2.5中的流体近似，基于蒙特卡洛方法的DIVIMP更适用于杂质输运模拟计算。 2014年的EAST实验中，将上偏滤器改造为钨偏滤器。本文采用DIVIMP程序初步模拟了EAST中双零放电条件下，钨杂质的产生及输运特性，同时考虑了氘离子及碳杂质离子对钨偏滤器靶板的腐蚀。由于所研究的该炮放电中，偏滤器探针测量的Te信息不能直接用于OSM/OEDGE计算所需边界条件，加之双零放电条件下，SOLPS计算的网格目前不能用于DIVIMP计算，本次模拟中SOLPS计算得到的背景等离子体信息需要借助于OSM的反演，以用于DIVIMP杂质输运特性的计算。模拟结果表明，当前EAST装置中的稳态钨杂质密度较低，约为1014m-3量级，浓度也远低于10-5这一极限值。 当前，中国聚变工程试验堆(CFETR)正处于设计阶段。由于CFTER具有与ITER相当水平的PSOL/R值，ITER-like偏滤器被认为是可能用于CFTER中的偏滤器位形之一。在不考虑杂质存在时，采用SOLPS5.0程序包模拟研究了CFETR在ITER-like偏滤器位形下，边界等离子体的基本行为。模拟发现，为将偏滤器靶板峰值能流密度降到10MW/m2以下，等离子体密度必须超过Green-wald密度极限，这是实际运行所不允许的。为此，采用SOLPS5.0模拟了充氩情况下的辐射偏滤器运行。模拟结果表明，充氩能够有效降低偏滤器靶板峰值能流及峰值温度。然而，充氩过程将引入具有较高核电荷数及质量的Ar杂质离子，其轰击偏滤器靶板材料所引起的腐蚀不容忽视。同时考虑D+及ArX+离子的轰击，计算了钨杂质溅射通量密度分布，并将计算结果带入DIVIMP中进行钨杂质输运特性模拟。模拟得到的钨杂质在等离子体浓度相对较高，这意味着还需要进一步优化偏滤器靶板几何和磁场位形，并模拟探索进一步减小偏滤器靶板能流及钨材料腐蚀的其它途径。