论文部分内容阅读
高温等离子体的约束是实现受控热核反应的基本问题,如何提高等离子体的约束性能也一直是人们关心的问题。自从ASDEX首次在托卡马克偏滤器上发现了改善约束的H模后,关于H模及L-H模转换的相关研究就成为核聚变工程中的一项重要领域。大量实验表明了L-H模转换的一个重要特征是等离子体边界出现负的径向电场,负径向电场在改善约束方面的作用也得到了证明。因此,如何在托卡马克等离子体边界上产生负径向电场,以实现对L-H模转换的控制成为了一个重要问题。 边界负径向电场的产生是由边界空间电荷分离所产生的,研究边界不同电荷分离状况下的电场大小对于研究L-H模转换的机制及对L-H模转换的控制具有重要的现实意义。本论文采用计算机数值计算的方法,对托卡马克小圆截面在不同的电荷分布情况下的边界电场进行研究讨论,用MATLAB这个具有强大功能的工具软件进行编程,并给出直观的空间三维分布图,得到最有利于L-H模转换的电荷分布情况,对讨论L-H模转变的物理机制及控制L-H模的转变条件具有一定的实际意义。 本文为了论证程序的正确性,利用电荷积分法求解出的电场分布和利用有限差分法求出的电场分布进行比较,两种方法的结果相当接近。证明所采取的方法是可行的。 本艾还就程序的收敛性,收敛速度的快慢进行了探讨。 另外,在L-H模转换的过程中,要控制边界径向电场,除了要能够根据电荷分布情况求出径向电场外,还要能够根据已知的径向电场分布求出边界电荷的分布。这样才能对L-H模转换进行控制。本文根据文献给出的径向电场分布数据,利用曲线拟和的方法求出了边界的电子密度分布,并将结果代入求径向电场的数值计算程序中,求出的结果与文献一致,从而也使两个程序得到了互证。