《托卡馬克邊緣局域模輸運和能流沉積的動力學模擬研究》是依託大連理工大學,由戴舒宇擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：托卡馬克邊緣局域模輸運和能流沉積的動力學模擬研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：戴舒宇
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
邊緣局域模（ELMs）是高約束模狀態下發生的一種邊緣不穩定性，對於ELMs問題的研究是聚變研究領域的重要課題之一。ELMs會周期性地將粒子和能量從中心電漿邊緣區域排除到刮削層中，在刮削層中輸運後載能粒子會沉積在偏濾器靶板或者其它面向電漿部件上。這些高能粒子在偏濾器靶板產生過高的熱負荷，導致靶板材料侵蝕和融化。本項目自主開發粒子模擬程式，針對EAST裝置發生ELMs的情況下，開展了以下兩方面的動力學模擬研究：1.ELMs在刮削層中輸運和在偏濾器靶板上能流沉積。主要研究ELMs輸運對電漿鞘層，電勢和電場分布的影響，根據粒子轟擊靶板的物理信息計算靶板上的能流沉積和侵蝕速率，以及研究再循環對能流分布的影響。2.噴入氣體來減緩ELMs對偏濾器靶板侵蝕的研究。使用PIC-DSMC方法研究在ELMs發生的過程中，噴氣位置、噴氣持續時間、噴入氣體速度和種類對於減緩偏濾器靶板侵蝕的影響。
結題摘要
邊緣局域模（ELMs）是在高約束模狀態下發生的一種邊緣不穩定性，對於ELMs問題的研究是聚變研究領域的重要課題之一。ELMs會周期性地將粒子和能量從中心電漿邊緣區域排除到刮削層中（SOL），在SOL中輸運後載能粒子會沉積在偏濾器（DIV）靶板或者其它面向電漿部件(PFCs)上。這些高能粒子在DIV靶板產生過高的熱負荷，導致靶板材料侵蝕和融化。這對DIV壽命和聚變裝置運行有嚴重的影響。本項目自主開發粒子模擬程式，針對EAST裝置發生ELMs的情況下，主要研究ELMs輸運對電漿鞘層，電勢和電場分布的影響，根據粒子轟擊靶板的物理信息（能量、入射角度、流量等）計算靶板上的能流沉積和侵蝕速率。並且，首次研究了ELMs輸運與鞘層演化的關係以及鞘層演化對離子轟擊能量的影響。這些模擬結果的取得對於ELMs輸運和侵蝕研究具有很好的物理指導意義。
