《實驗研究極限環振盪三維空間特徵及觸發機制》是依託核工業西南物理研究院，由程鈞擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：實驗研究極限環振盪三維空間特徵及觸發機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：程鈞
- 依託單位：核工業西南物理研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究加熱功率接近H模閾值功率時的極限環振盪（LCO）的三維空間特性,掌握LCO的觸發機制,了解LCO對實現約束模式轉換的關鍵作用, 包括三種情況: 一是具有LCO，但放電並未進入H模; 二是具有LCO頻率不變並進入了H模的放電;三是具有LCO，但是其頻率逐漸降低最終進入H模的放電。採用環向相距210厘米靜電探針陣列和高速CMOS相機, 觀測三種情況下的LCO的頻率與加熱功率、電子密度、邊界安全因子等的關係；採用環向、極向、徑向布置的探針測量LCO的三維空間特性；分析對比LCO與低頻帶狀流的異同；測量測地聲模在三種情況下中的演化，證實它在LCO中是否存在及其阻尼過程；對比電子壓力梯度、徑向電場、軟X射線、能量份額等參數演化，研究LCO的觸發機制。估算離子-離子碰撞阻尼率以及湍流線性增長率，比較它們在LCO過程中的演化，結合極限環振盪頻率，理解它的產生機制。
結題摘要
按照課題計畫開展和實施了有關研究工作，並順利完成各項研究任務。本著有限目標，重點突破，以及物理實驗與理論研究相結合的原則，並根據HL-2A托克馬克裝置豐富的極限環振盪現象以及L-H轉換條件開展了研究,對極限環振盪三維結構、振盪環本質特性及振盪環與湍流相互作用觸發L-H轉換的物理機理研究。通過本課題的實施，掌握了不同電漿狀態下的極限環振盪的三維空間特性，闡明了振盪環並不依賴徑向空間位置，統計獲得振盪流的頻率接近邊界離子碰撞頻率，明確了振盪環及低頻帶狀流的異同；找到極限環振盪變化頻率與邊界壓強梯的依賴關係，發現極限環振盪並不是湍流驅動，對振盪環的理解加深一步；闡明振盪環期間的壓力梯度主導的反向振盪環的動力學過程，掌握了極限環振盪對實現約束模式轉換的關鍵作用；實驗結合理論模型，獲得了振盪環的變化條件，深入理解極限環振盪過程中的湍流抑制機制等。課題的實施提升了國內現有的托卡馬克電漿邊緣振盪流及高約束模式動態物理過程的研究水平，縮短了我國與先進國家在電漿邊界湍流研究領域之間的差距，培養的人才具有獨立從事相關工作的能力，使得HL-2A能在未來聚變堆ITER的邊界湍流及約束模式轉換的物理實驗中起到了舉足輕重的作用，為最佳化電漿的實驗方案，探索約束模式轉換的物理機制以及最佳化控制H 模電漿的性能提供重要的參考依據。
