電阻壁模式不穩定性的數值模擬研究

《電阻壁模式不穩定性的數值模擬研究》是依託浙江大學，由馬志為擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：電阻壁模式不穩定性的數值模擬研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：馬志為
• 項目類別：面上項目

項目摘要

電阻壁模作為一種不穩定性將抑制了磁約束聚變裝置中電漿beta值的提高，也就是限制了托卡馬克的放電效率，所以無論從實驗上還是理論上，電阻壁模在近些年來得到了越來越多的重視和研究。儘管電阻壁模研究得到了很好的發展,但是所得出的穩定電阻壁模的臨界旋轉速度與實驗相比仍有很大差距。最近我們研究發現在平板位形下電壁模的增長率和飽和水平將隨著電阻壁厚度增加而有明顯的降低，但是它們之間並不是呈線性關係。當電阻壁厚度達到某一臨界值時電壁模的增長率和飽和水平將不隨著電阻壁厚度增加而降低。為了更好地把數值模擬結果與實際實驗相比較,我們計畫開發柱幾何位形和環幾何位形的數值模擬程式研究電阻壁厚度對電壁模演變影響，另外也探索內部撕裂模與外部扭曲模相偶合的電壁模演變特徵。期望所得結果對以後設計磁約束聚變電漿裝置的電阻壁厚度提供一定的理論依據。

結題摘要

按照原來的計畫，我們只需要開發一個圓柱位形的程式來研究撕裂模和電阻壁模， 而我們此基金資助下獨立自主地開發了中國第一個環形的三維磁流體模擬程式CLT。這個大規模模擬程式CLT可以用於開展對任何非圓位形截面的Tokamak中的各種磁流體不穩定性和電阻壁模的研究。這個自主開發的三維環形磁流體程式CLT經過一系列的驗證與測試，結果表明CLT程式與其他代碼（如NOVA）及理論的結果符合的相當好，證明我們開發的CLT代碼是相當可信與可靠的。另外，我們進一步拓展了CLT程式為CLT-K，CLT-K可以研究了高能量粒子驅動的各種環形阿爾芬本徵模TAE，以及TAE與撕裂模不穩定性的相互作用。我們利用CLT和CLT-K模擬研究了電漿旋轉和外部驅動電流對磁流體撕裂模不穩定性抑制作用，高能量粒子驅動的TAE的非線性演變特徵和TAE對磁流體撕裂模不穩定性加速發展。這些研究成果是國際一流的原創新性研究成果，並且已經有多篇相關論文發表在磁約束聚變的國際一流雜誌中。另外需要說明的是CLT程式被國內多單位用於他們的研究。