导读:本文包含了测地声模论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:测地声模,等离子体转动,回旋动理学,杂质效应
测地声模论文文献综述
谢宝艺[1]（2019）在《托克马克等离子体中测地声模的理论模拟研究》一文中研究指出在托卡马克等离子体中,由于温度、密度以及磁场的空间不均匀性,产生了各种不稳定性,这些不稳定性进一步发展就会引起湍流输运,从而影响等离子体的约束性能。因此,如何抑制湍流输运就成为了磁约束聚变研究中一个非常重要的课题。研究发现带状流可以通过E×B剪切作用有效降低湍流输运的水平,从而改善等离子体的约束性能。因此研究带状流物理具有非常重要的意义。测地声模(GAM)作为带状流的高频分支,可由漂移波湍流通过非线性相互作用所驱动,反过来又会抑制漂移波湍流,因此也得到了广泛的关注。本文主要利用回旋动理学理论研究了托卡马克等离子体中转动和杂质对GAM的影响以及电磁GAM的磁分量。同时,还利用回旋动理学程序GEM对电磁GAM进行了模拟研究。我们首先研究了由平衡径向电场产生的等离子体极向转动对GAM碰撞阻尼的影响。从包含极向转动和Krook碰撞算子的回旋动理学方程出发,然后利用准中性条件,我们得到了GAM的色散关系。通过对色散关系进行理论和数值求解,我们研究了不同离子碰撞率下极向转动对GAM碰撞阻尼的影响。结果表明:(1)当安全因子较小,且离子碰撞率较小或中等时,极向转动会减小GAM的碰撞阻尼率;离子碰撞率较大时,极向转动会使GAM的碰撞阻尼率先减小后增大。(2)当安全因子较大时,极向转动总会使GAM的碰撞阻尼率减小,且碰撞率越大,影响越明显。另外,通过比较GAM的碰撞阻尼和无碰撞阻尼,我们得到了临界碰撞率的大小并与实验参数进行了比较。同时我们简单分析了极向转动影响GAM碰撞阻尼的原因。接着我们理论研究了环向转动等离子体中杂质对GAM无碰撞阻尼的影响。为了方便,我们只考虑碳和钨两种比较典型的杂质来分别研究非微量杂质和微量杂质对GAM的影响。研究结果表明:(1)对于非微量杂质,无转动时,杂质浓度和质量数可以显着地减小GAM的频率而增大其阻尼率,而杂质电荷数对GAM几乎没有影响。存在转动时,杂质浓度仍然对GAM有显着的影响,而且转动速度越大,影响越明显。另一方面,存在杂质时,转动仍然会增大GAM的频率而减小其阻尼率。但是,随着杂质浓度的增大,转动对GAM的影响逐渐减小。(2)无转动时,微量杂质对GAM几乎没有影响。有转动时,在弱转动情况下,微量杂质对GAM仍然没有影响;但在强转动情况下,微量杂质会显着地增大GAM的频率而减小其阻尼率。另一方面,微量杂质会使转动对GAM的影响明显增强。(3)同位素效应可以显着地减小GAM的频率和阻尼率。同时,同位素效应还可以减弱杂质对GAM的影响,而使转动对GAM的影响增强。最后,我们首先理论研究了电磁GAM的磁分量,并推导了不同磁分量幅度的表达式,其中主要考虑了逆纵横比与通行频率的耦合。研究结果表明:(1)所有磁分量的幅度都与很多等离子体参数有关。(2)极向模数m=1和m=2的磁分量都存在正弦和余弦分量,而且都是正弦分量占主导。(3)逆纵横比对m=1和m=2的磁分量都有较大影响。当逆纵横比较小时,m=2磁分量的幅度会远大于m=1磁分量的幅度,这和以前的结果是一致的。当逆纵横比足够大时,m=1磁分量的幅度将与m=2磁分量的幅度可比甚至接近。这也是本论文跟之前结果中的最大不同之处。接着我们利用回旋动理学程序GEM对电磁GAM进行了数值模拟研究,并与理论结果进行了简单对比,结果表明模拟结果与理论结果定性上符合的比较好。同时还发现,电磁效应对GAM频率和阻尼的影响都很小。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-04-30）
项锡锦[2]（2019）在《尾隆分布下的高能量粒子激发的测地声模的线性模拟》一文中研究指出测地声模(GAM,Geodesic Acoustic Mode)是带状流的高频分支,具有有限的振荡频率,并且其电势模结构在环向对称极向近似对称。高能量粒子可以与测地声模相互作用,并激发出一只新的模,即高能量粒子激发的测地声模(EGAM)。在本文中,我们采用了 一个动理学-流体混合模型代码,来模拟研究全局域EGAM的各种性质。我们系统地研究了在托克马克等离子体中,尾隆分布下的EGAM。我们研究了不同高能量粒子分布下EGAM的高能量粒子压强激发阈值,发现在尾隆分布下的高能量粒子压强激发阈值很低。通过对EGAM的模结构的模拟研究,我们发现了当高能量粒子分布从尾隆分布到慢化分布的演化过程中,EGAM的本征模结构会变得越来越宽。我们也研究了高能量粒子速度对EGAM的影响,发现EGAM的频率随着高能量粒子速度的增大而单调递增,其增长率会在v/vA=0.3达到一个峰值。在高能量粒子回旋半径增大的过程中,尾隆分布下的EGAM模结构的径向结构也会逐渐变宽。在EGAM的非线性阶段的时频分析中,我们发现慢化分布下EGAM的频率啁啾主要是向上,这与实验结果相吻合。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-03-01）
任海骏[3]（2018）在《测地声模的扰动磁场与扰动磁矢分析》一文中研究指出测地声模是经典的静电振荡,通常的处理方法忽略了其磁场扰动,但严格的磁流体力学分析表明,磁场扰动在β量级。该文从理想磁流体力学方程组出发,通过严格的线性分析,得到了测地声模激发期间,扰动磁场及对应的扰动磁矢的表达式,并与回旋动理学下的结果进行比对。(本文来源于《集成技术》期刊2018年04期）
谢宝艺,余俊,龚学余,陈铀,余江妹[4]（2017）在《托卡马克等离子体环向转动对测地声模的影响》一文中研究指出采用回旋动理学方程推导得到了环向转动托卡马克等离子体中测地声模的色散关系,分析了环向转动对测地声模、低频模和声波分支的频率以及无碰撞阻尼率的影响。结果表明,测地声模的频率会随着环向转动马赫数而逐渐增大,而其无碰撞阻尼率则会随着环向转动马赫数而迅速减小。此外,低频模和声波分支的频率以及无碰撞阻尼率都会随着环向转动马赫数而逐渐减小,其中环向转动对声波分支的频率以及无碰撞阻尼率的影响非常小,基本上可以忽略。(本文来源于《核聚变与等离子体物理》期刊2017年01期）
谢宝艺[5]（2016）在《托卡马克等离子体环向转动对测地声模影响的理论研究》一文中研究指出测地声模(GAM)是环形等离子体中所特有的一支环向对称,极向上近似对称的静电扰动模。测地声模可以通过非线性相互作用将漂移波湍流散射到稳定的短波区域,从而控制和改善等离子体的输运,所以得到了广泛的关注。另一方面,托卡马克等离子体中存在着平衡转动流。本论文主要针对托卡马克等离子体环向转动对测地声模的碰撞阻尼以及无碰撞阻尼的影响进行了研究,主要结果如下:环向转动对测地声模碰撞阻尼的影响研究结果表明,在流体近似下,测地声模的碰撞黏滞阻尼率随着环向转动马赫数有一个很小的增加。在动理学机制下,在低碰撞区域,当安全因子较小时,环向转动会减小测地声模的碰撞阻尼率,而当安全因子较大时,环向转动会增大测地声模的碰撞阻尼率,但是增幅非常小。在高碰撞区域,无论安全因子取何值,环向转动总会增大测地声模的碰撞阻尼率,而且增幅比在低碰撞区域大很多。环向转动对测地声模无碰撞阻尼的影响研究结果表明,只考虑离子时,测地声模的频率会随着环向转动马赫数逐渐增大,而其由离子引起的无碰撞阻尼率则会随着环向转动马赫数迅速减小。此外,低频模和声波分支的频率以及无碰撞阻尼率都会随着环向转动马赫数而逐渐减小,其中环向转动对声波分支的频率以及无碰撞阻尼率的影响非常小,基本上可以忽略。考虑电子动力学效应后,测地声模的频率仍然随着环向转动马赫数逐渐增大,而且和没考虑电子动力学效应时的影响基本上是一样的。而对于测地声模的无碰撞阻尼,在考虑电子动力学效应后,由于环向转动会使共振电子的数目增多,从而大大增强由电子引起的朗道阻尼。因此,当安全因子较小时,环向转动会使测地声模的无碰撞阻尼率逐渐减小,而且环向转动马赫数较大时,测地声模的无碰撞阻尼率会随着环向转动马赫数增加而减小地很慢甚至会开始增大。而当安全因子较大时,环向转动会使测地声模的无碰撞阻尼逐渐增大,而且安全因子或者环向转动马赫数越大时,增加的幅度也越大。(本文来源于《南华大学》期刊2016-05-01）
杨尚川[6]（2016）在《托卡马克测地声模与漂移波色散关系的理论模拟研究》一文中研究指出在磁约束聚变实验装置中,对等离子体的有效约束一直以来都是领域内的核心课题。在以托卡马克为代表的高温磁化等离子体中,物质和能量的输运过程缺乏足够好的理论。具体地说,经典的输运理论不能解释实验中观测到的高输运系数;考虑托卡马克装置的环效应的修正理论(新经典理论)仍与实验有较大差距。目前普遍认为,托卡马克等离子体的输运与边界湍流有密切关系,整个输运过程涉及到宏观流动与湍流的相互作用等复杂过程。托卡马克中湍流的能量来源为漂移类不稳定性;而宏观流动中,一种被称为带状流的宏观结构与边界湍流之间有密切的相互作用。一言以蔽之,对漂移波湍流和带状流的研究,与改善磁约束聚变装置中等离子体的约束密切相关。本论文的主要内容,正是围绕实验参数下漂移波和带状流的频率特性、两者在空间上的结构、非理想效应的影响等物理内容而展开的。本论文首先介绍了磁约束聚变装置的发展和现状,阐明了论文中研究的物理背景和现实意义。进而就论文的主要内容,着重对磁约束聚变装置中的漂移波和测地声模做了详细介绍,明确了这两个领域的发展现状和待解决的课题。这些内容对本论文的主题和背景给出了多层次的立体式的介绍。本论文首先对实验参数下的测地声模进行了详细研究。测地声模是带状流的一支,在抑制湍流和反常输运的过程中扮演着非常重要的角色。在托卡马克实验中,等离子体参数所处的范围与经典的理想模型有一定差距。由于忽略了离子间的碰撞频率、杂质的存在等非理想效应,这些理想模型不能完全解释实验中观察到的结果。本论文基于回旋动理学理论,对包含了杂质和碰撞总体效应的测地声模色散关系进行了系统研究。由理论导出的测地声模色散关系,确定了在任意杂质含量时,GAM阻尼率随碰撞频率的非单调变化关系。同时,明确了阻尼率的极值点随着杂质含量升高而降低的依赖关系。此理论模型同时给出了不同的碰撞效应以及朗道阻尼效应对GAM本征频率的影响大小。结果显示,除朗道阻尼较小外,离子-离子碰撞与杂质引发的碰撞对GAM的修正量级相当。具体地说,杂质引起的碰撞与离子-离子碰撞对GAM的实频率有共同的降低作用;而对阻尼率的影响则相对复杂。在碰撞频率较低时,杂质的碰撞增加GAM阻尼率;而碰撞频率足够高时,GAM的阻尼率反而随着碰撞增强而降低。总体来说,杂质和碰撞的综合效应显着,杂质和碰撞的总效应不能看做其单独效应的线性迭加。本论文的第二个主要内容是双流-磁流体过程中的漂移波线性理论和数值模拟。由于托卡马克中带状流和边界湍流的形成和演化都与漂移波湍流有密切关系,对漂移波的研究一直以来都是磁约束等离子体的重要领域。近半个世纪以来,关于漂移波的理论已日趋完善,在不稳定性判据、色散关系以及非线性理论都有长足发展。不过,漂移不稳定性的研究领域仍有许多值得研究的课题,其中之一就是磁流体框架下的漂移不稳定性。传统的漂移波流体理论通常使用双流体表象,并采用局域假设以及静电假设,然而实验中经常发现等离子体处于MHD过程所适用的参数范围。在这样的参数下,传统微观的静电漂移波会与宏观的MHD效应相耦合,而呈现出不同的性质。本论文基于包含了双流体效应、Hall效应和电阻项的磁流体方程,发展了柱位型下的双流-磁流体模型,并利用代码NIMROD进行了数值模拟研究。具体地说,论文首先在双流-磁流体模型的框架下,得到了柱位型下漂移波的解析色散关系,并利用漂移波低频的特点对色散关系进行了合理简化,得到了色散关系的数值解。进而,论文借助NIMROD磁流体数值模拟代码,对柱位型下磁流体表象的漂移波进行了数值模拟研究。从结果来看,NIMROD的数值模拟结果与漂移波的经典理论定性一致,包含了漂移波的核心物理机制;更重要的是,论文中的双流-磁流体模型在保证MHD平衡的前提下,给出了经典理论所缺失的漂移波磁效应。另外,论文对模拟中发现的一支非经典的漂移波模式进行了简单讨论,初步认定其为经典漂移波的激发态。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-04-01）
陈伟,丁玄同,于利明,季小全,张轶波[7]（2014）在《HL-2A上能量粒子测地声模观测及测地声模、比压阿尔芬模和撕裂模之间的非线性相互作用》一文中研究指出低频的阿尔芬和声波扰动,如比压阿尔芬模(BAE)和测地声模(GAM),在目前的聚变和将来的燃烧等离子体中引起很多人的强烈兴趣。这些低频波能够深度影响等离子体的约束性能,导致粒子和能量损失,进而减小等离子体的自加热效率。这些低频不稳定性也在湍流和反常输运过程中起到重要作用,特别是在等离子体中存在大量高能量粒子的情形下。这些不稳定性也能被用作聚变产生的阿尔法粒子能量向热核等离子体转换的通道,即所谓的GAM/BAE channeling机制。(本文来源于《2013核工业西南物理研究院年报》期刊2014-12-01）
邱佳辉[8]（2014）在《测地声模与漂移波湍流相互作用的数值研究》一文中研究指出能源问题一直与人类的生活息息相关。鉴于石油、煤炭等不可再生资源的枯竭,发展核能源就显得很重要。而受控核聚变中有望实现的是磁约束聚变和惯性约束聚变。在磁约束聚变中,反常输运的机制一直是聚变研究的关键问题之一。普遍认为反常输运是由聚变等离子体中的漂移波湍流所驱动的,因此如何抑制漂移波湍流,对于提高托卡马克的约束性能有着重要的意义。测地声模(geodesic acoustic mode, GAM)是环形等离子体中特有的一支静电振荡模,其模结构在环向上对称,极向上近似对称。理论研究表明测地声模可以通过非线性相互作用调节漂移波湍流,从而成为可以改善输运的一种调制方法。根据Rosenbluth对有限群速度的两支次级波的参量衰变不稳定性的研究：由于动理学色散效应,当测地声模与漂移波边带模具有相同方向的径向群速度时,漂移波边带模和测地声模会耦合在一起并且在很短时间内传播出漂移波泵浦波的范围,显示出对流不稳定性,不能起到抑制漂移波湍流的效果,而当GAM和漂移波边带模具有相反方向的线性群速度时,GAM就会在泵浦波范围内持续增长,从而起到抑制漂移波湍流的作用。在本文中,我们主要研究了漂移波湍流对测地声模的激发,从Z.Qiu, L.Chen等人得到的描述漂移波和测地声模非线性相互作用的一组耦合方程出发,用Matlab编写了一个有限差分法的程序,然后对这组方程进行数值求解,并在不同的参数条件下模拟出了测地声模和漂移波边带模相互作用的时空演化过程。具体内容包括：我们始终取漂移波边带模的群速度方向为正,通过改变GAM的方向,来研究相应的对流／绝对不稳定性。首先取均匀的漂移波泵浦波,在对流不稳定条件下,我们发现漂移波边带模和测地声模耦合在一起向外传播出去,而在绝对不稳定条件下两者耦合并在泵浦波的范围内增长。然后作为对照,我们取高斯型的泵浦波,在GAM和边带模群速度方向相同和相反两种情况下,观察到相应的对流不稳定性和绝对不稳定性,并且绘制了GAM在原点处的幅度。在均匀泵浦情形下,取对流不稳定的情况,测量了GAM和漂移波边带模的耦合波包的波数和线性群速度以及增长率,并且找出了它们和漂移波泵浦波幅度之间的关系。最后,仍然在均匀泵浦的情况,在对流不稳定条件下,考虑介磁漂移频率的非均匀性,发现传播得较快的漂移波边带模在拐点处反弹回来,从而形成了绝对不稳定性,可以抑制漂移波湍流。由于通常的托卡马克是对流不稳定性的情况,因此这一结果是有意义的。最后,对全文进行总结并对未来的工作提出展望。(本文来源于《浙江大学》期刊2014-06-01）
章扬忠[9]（2013）在《测地声模的径向随机定域化》一文中研究指出在文献[1]中,通过分析实验上观察到的测地声模的小密度-电位比与测地声模谐波定级的自洽性,论证了测地声模是在转向点附近一种"蝌蚪状"的定域结构,但没有给出导致这种结构的物理机制。从随机媒质对波传播产生定域化的角度进行了探讨,采用测地声模由漂移波湍流参量激发的产生模型,计算了随机定域化导致的也是文献[1]所关注的相干长度。讨论了与实验观测比较的有关问题。(本文来源于《核聚变与等离子体物理》期刊2013年02期）
章扬忠,谢涛[10]（2013）在《测地声模的径向“蝌蚪”定域化结构》一文中研究指出从Braginskii冷离子流体模型出发,利用准环坐标系,导出了轴对称(环向模数为零的)扰动密度和扰动电位所服从的两个二维线性偏微分本征波方程。采用WKB法及Langer变换,解出了测地声模过转向点一致有效的整体模结构和分立本征频率谱;论述了不存在连续谱解的原因;指出Schrdinger意义下的径向高激发态对应了近零频模;论证了与测地声模定级分析的自洽性将导致"蝌蚪"定域化;并讨论了"蝌蚪"定域化理论与实验上所观察到的"多个测地声模共存"现象之间的关系。(本文来源于《核聚变与等离子体物理》期刊2013年01期）
测地声模论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
测地声模(GAM,Geodesic Acoustic Mode)是带状流的高频分支,具有有限的振荡频率,并且其电势模结构在环向对称极向近似对称。高能量粒子可以与测地声模相互作用,并激发出一只新的模,即高能量粒子激发的测地声模(EGAM)。在本文中,我们采用了 一个动理学-流体混合模型代码,来模拟研究全局域EGAM的各种性质。我们系统地研究了在托克马克等离子体中,尾隆分布下的EGAM。我们研究了不同高能量粒子分布下EGAM的高能量粒子压强激发阈值,发现在尾隆分布下的高能量粒子压强激发阈值很低。通过对EGAM的模结构的模拟研究,我们发现了当高能量粒子分布从尾隆分布到慢化分布的演化过程中,EGAM的本征模结构会变得越来越宽。我们也研究了高能量粒子速度对EGAM的影响,发现EGAM的频率随着高能量粒子速度的增大而单调递增,其增长率会在v/vA=0.3达到一个峰值。在高能量粒子回旋半径增大的过程中,尾隆分布下的EGAM模结构的径向结构也会逐渐变宽。在EGAM的非线性阶段的时频分析中,我们发现慢化分布下EGAM的频率啁啾主要是向上,这与实验结果相吻合。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
测地声模论文参考文献
[1].谢宝艺.托克马克等离子体中测地声模的理论模拟研究[D].中国科学技术大学.2019
[2].项锡锦.尾隆分布下的高能量粒子激发的测地声模的线性模拟[D].浙江大学.2019
[3].任海骏.测地声模的扰动磁场与扰动磁矢分析[J].集成技术.2018
[4].谢宝艺,余俊,龚学余,陈铀,余江妹.托卡马克等离子体环向转动对测地声模的影响[J].核聚变与等离子体物理.2017
[5].谢宝艺.托卡马克等离子体环向转动对测地声模影响的理论研究[D].南华大学.2016
[6].杨尚川.托卡马克测地声模与漂移波色散关系的理论模拟研究[D].中国科学技术大学.2016
[7].陈伟,丁玄同,于利明,季小全,张轶波.HL-2A上能量粒子测地声模观测及测地声模、比压阿尔芬模和撕裂模之间的非线性相互作用[C].2013核工业西南物理研究院年报.2014
[8].邱佳辉.测地声模与漂移波湍流相互作用的数值研究[D].浙江大学.2014
[9].章扬忠.测地声模的径向随机定域化[J].核聚变与等离子体物理.2013
[10].章扬忠,谢涛.测地声模的径向“蝌蚪”定域化结构[J].核聚变与等离子体物理.2013