托卡馬克等離子體轉動理論研究.pdf

1、轉動是托卡馬克等離子體研究中的重要問題，它直接關系到輸運并且能夠抑制湍流，對于磁約束聚變的實現(xiàn)至關重要。但是目前的實驗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)轉動’，即等離子體在沒有明顯動量源的情況下發(fā)生轉動的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象在眾多的實驗上被觀測到，除了少數(shù)的定標律以外沒有統(tǒng)一的規(guī)律，理論上也不能給出合理的解釋。因此，有必要對于實驗數(shù)據(jù)進行更加細致的分析，確保人們對于所觀測到的實驗數(shù)據(jù)的理解正確，同時也需要對于理論進行重

2、新的認識，尤其需要對于動量輸運方程有更加深刻的理解。
　　本文圍繞托卡馬克等離子體的轉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于等離子體轉動已有的結論和存在的問題。
　　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)典輸運理論和回旋動理學。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。其中殘余平行雷

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