托卡馬克等離子體轉(zhuǎn)動(dòng)理論研究.pdf

1、轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)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(dòng)’，即等離子體在沒有明顯動(dòng)量源的情況下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象在眾多的實(shí)驗(yàn)上被觀測(cè)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(duì)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(duì)于所觀測(cè)到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的理解正確，同時(shí)也需要對(duì)于理論進(jìn)行重

2、新的認(rèn)識(shí)，尤其需要對(duì)于動(dòng)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(dòng)展開了如下幾個(gè)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(dòng)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(gè)常用理論框架，即新經(jīng)典輸運(yùn)理論和回旋動(dòng)理學(xué)。在這一章中我們還簡(jiǎn)要介紹了采用這些理論來研究的兩個(gè)等離子體的具體問題:Onsager對(duì)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(dòng)的機(jī)制。
　　第三章，我們具體研究了在低雜波驅(qū)動(dòng)下等離子體轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)下的轉(zhuǎn)動(dòng)以及徑向電場(chǎng)，并用以考察實(shí)際被測(cè)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(cè)量值合理的一致。
　　第四章，我們利用湍流輸運(yùn)方程，研究了