J-TEXT托卡馬克三維磁場分布研究.pdf

1、磁場位形在托卡馬克聚變實(shí)驗(yàn)研究中有著至關(guān)重要的作用。鐵芯托卡馬克裝置中，鐵芯的存在使得磁場分布的計算難度相對增加。為方便計算，建立了一些二維解析鐵芯模型。這些模型由于前提假設(shè)的不同而給磁場分布的計算帶來了不同的邊界條件，因而得到的磁場分布計算結(jié)果與實(shí)際情況有所偏差。為了獲得鐵芯托卡馬克的極向磁場三維分布，建立了帶鐵芯的極向磁場線圈三維數(shù)值模型，計算鐵芯托卡馬克的三維磁場，并與不同鐵芯模型的磁場計算結(jié)果進(jìn)行比較。從而研究鐵芯托卡馬克的三維

2、磁場的極向分量在環(huán)向上的不對稱性。
　　J-TEXT托卡馬克三維磁場分布不僅包括極向磁場，同時還要縱向磁場。理想的托卡馬克縱場是環(huán)向均勻的，但是由于線圈之間存在的間隙導(dǎo)致縱場在環(huán)向存在變化，即縱場波紋，縱場紋波對等離子體約束性能有很大影響。因此準(zhǔn)確建立了J-TEXT托卡馬克的縱向磁場線圈系統(tǒng)，從而更精確地計算縱場的波紋度，并研究縱場線圈系統(tǒng)的其他特點(diǎn)。
　　為了最大化地利用關(guān)于鐵芯條件下的極向磁場和縱場線圈系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場的研

3、究成果，并更好地研究托卡馬克磁面，設(shè)計了普適的磁力線追蹤程序。導(dǎo)入磁場分布數(shù)據(jù)庫即可通過磁力線追蹤的原理繪制起始點(diǎn)所在磁面。利用該程序?qū)Ρ攘私o不同線圈通電情況下的磁面異同。
　　本工作通過有限元分析法，建立了帶鐵芯的極向磁場線圈系統(tǒng)和縱場線圈系統(tǒng)的有限元模型。利用它們對單獨(dú)通入不同線圈組電流情況下的磁場分布進(jìn)行了有限元計算并導(dǎo)出一定分辨率條件下部分空間內(nèi)所有點(diǎn)的磁場，從而建立了若干三維磁場分布數(shù)據(jù)庫。由于磁場可以線性疊加，在一定的