托卡馬克等離子體轉(zhuǎn)動理論研究.pdf

1、轉(zhuǎn)動是托卡馬克等離子體研究中的重要問題，它直接關(guān)系到輸運(yùn)并且能夠抑制湍流，對于磁約束聚變的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。但是目前的實(shí)驗(yàn)和理論上都存在諸多沒有解釋清楚的問題，最為突出的就是‘自發(fā)轉(zhuǎn)動’，即等離子體在沒有明顯動量源的情況下發(fā)生轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象在眾多的實(shí)驗(yàn)上被觀測到，除了少數(shù)的定標(biāo)律以外沒有統(tǒng)一的規(guī)律，理論上也不能給出合理的解釋。因此，有必要對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行更加細(xì)致的分析，確保人們對于所觀測到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的理解正確，同時也需要對于理論進(jìn)行重

2、新的認(rèn)識，尤其需要對于動量輸運(yùn)方程有更加深刻的理解。
　　本文圍繞托卡馬克等離子體的轉(zhuǎn)動展開了如下幾個方面的研究:
　　第一章，我們回顧了托卡馬克等離子體研究的概況以及關(guān)于等離子體轉(zhuǎn)動已有的結(jié)論和存在的問題。
　　第二章，我們回顧了用于研究等離子體的兩個常用理論框架，即新經(jīng)典輸運(yùn)理論和回旋動理學(xué)。在這一章中我們還簡要介紹了采用這些理論來研究的兩個等離子體的具體問題:Onsager對稱性和殘余平行雷諾協(xié)強(qiáng)。其中殘余平行雷

3、諾協(xié)強(qiáng)被用來解釋自發(fā)轉(zhuǎn)動的機(jī)制。
　　第三章，我們具體研究了在低雜波驅(qū)動下等離子體轉(zhuǎn)動的問題。我們將新經(jīng)典輸運(yùn)理論和反常輸運(yùn)的模型方程相耦合，數(shù)值模擬了考慮四種粒子的等離子體在低雜波驅(qū)動下的轉(zhuǎn)動以及徑向電場，并用以考察實(shí)際被測量的示蹤雜質(zhì)離子和主等離子體的轉(zhuǎn)速差別。我們的數(shù)值模擬結(jié)果顯示示蹤雜質(zhì)離子和主等離子體在有低雜波的情況下環(huán)向轉(zhuǎn)速差別不大，并且我們的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測量值合理的一致。
　　第四章，我們利用湍流輸運(yùn)方程，研究了