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摘要：磁重联现象普遍存于实验室和空间等离子体中,磁重联为磁能转化为等离子体的动能和热能提供了一种有效机制。当电阻率不为零时,即考虑有限电阻效应时,产生的新的磁重联不稳定性就是撕裂模不稳定性。撕裂模不稳定性演化历程中,能量的转化会导致等离子体状态发生急剧的变化。由此,撕裂模不稳定性是导致破裂不稳定性的非常重要的因素,在托卡马克装置上是一类被广泛探讨的磁流体力学不稳定性,它对托卡马克等离子体的约束有重要的影响,撕裂模不稳定性包括经典撕裂模不稳定性和新经典撕裂模不稳定性。探讨不稳定性就是探讨如何在实验中避开不稳定性的产生以及某种不稳定性一旦出现后的制约策略。射频波电流驱动是可以有效地抑制撕裂模不稳定性的策略之一。射频波电流驱动是利用射频波与等离子体相互作用,沿着等离子体的环向把波注入到等离子体中,波推拽着跟随它一起的电子运动,这样被推拽的电子产生电流驱动。射频波电流驱动主要包括离子回旋波电流驱动(Ion Cyclotron Current Drive, ICCD),电子回旋波电流驱动(Electron Cyclotron Current Drive, ECCD)和低杂波电流驱动(Lower Hybrid Current Drive, LHCD)等,其中电子回旋波电流驱动和低杂波电流驱动常被用来主动制约撕裂模不稳定性。本论文在平板位型下,采取二维可压缩磁流体模型探讨了外部局域电流驱动对单撕裂模和双撕裂模的主动制约。对于单撕裂模,本论文重点讨论了非线性后期局部驱动电流对磁岛的抑制作用和外部驱动电流对单撕裂模的抑制作用与其持续工作时间的联系；同时还简单讨论了外部驱动电流对不同状态的单撕裂模的影响与单撕裂增加率的联系,并给出外部驱动电流开始沉积的最佳时间段。目前,在国内和国际上还没有看到局部驱动电流对双撕裂模的主动制约方面的探讨。我们沿用探讨局部驱动电流制约单撕裂模时的思路,探讨了局部驱动电流对双撕裂模的主动制约与其值的大小和其持续工作时间的联系,并发现外部驱动电流可以推迟双撕裂模的快速重联的发生,但不能避开其发生。关键词：托卡马克等离子体论文撕裂模不稳定性论文局部电流驱动论文磁岛结构论文
摘要4-5
Abstract5-8
1 绪论8-24
1.1 托卡马克中的磁场位形及磁流体不稳定性10-13
1.2 经典撕裂模不稳定性及其主动制约13-20
1.2.1 基本方程组13-14
1.2.2 经典撕裂模的物理描述14-16
1.2.3 经典撕裂模的主动制约16-20
1.3 新经典撕裂模不稳定性及其主动制约20-23
1.3.1 新经典撕裂模的物理描述20-21
1.3.2 新经典撕裂模的主动制约21-23
1.4 本论文的主要探讨内容及安排23-24
2 模型方程及数值算法24-27
2.1 模型方程24-26
2.2 数值算法26-27
3 局部电流驱动主动制约单撕裂模的数值探讨27-35
3.1 电流驱动抑制撕裂模的数值探讨近况27
3.2 局部电流驱动对单撕裂模的影响27-34
3.2.1 驱动电流的值对单撕裂模的影响27-31
3.2.2 驱动电流的最佳持续作用时间31-33
3.2.3 驱动电流对不同状态的单撕裂模的影响33-34
3.3 本章小结34-35
4 局部电流驱动主动制约双撕裂模的数值探讨35-48
4.1 双撕裂模的探讨近况35-40
4.2 局部电流驱动对双撕裂模的的主动制约40-46
4.2.1 初始条件40-41
4.2.2 局部驱动电流的大小对双撕裂的影响41-45
4.2.3 局部驱动电流的最佳持续作用时间45-46
4.3 本章小结46-48
结论48-49