报告人：徐立清（ lqxu@ipp.ac.cn ）导 师：胡立群 研究员

2011.12.05

中科院等离子体物理研究所 2011 级博士开题报告

研究的物理背景 研究的现状 主要依赖的诊断系统 分析方法 研究的内容及工作计划 主要参考文献

研究的物理背景研究的现状主要依赖的诊断系统分析方法研究的内容及工作计划主要参考文献

MHD 扮演的角色：芯部输运（如锯齿、 1/1 模、 3/2 模 etc ）、边界输运（ ELM ）及高能粒子输运

主要关心的 MHD 不 稳定模式有 m/n=2/1 的外扭曲模，和 m/n =1/1 的锯齿模。

研究的物理背景研究的现状主要依赖的诊断系统分析方法研究的内容及工作计划主要参考文献

相同 q 值的两个临近有理磁面上的撕裂模可能发生耦合，相互驱动激发的双撕裂模会引起离轴的“锯齿崩塌” 锯齿崩塌利于芯部的杂质的排除，避免破裂，锯齿模也很可能与“内部输运垒”有关 锯齿崩塌过程中存在着高阶的谐波分量

（ 2/2,3/3 ）模，在 q=1 面附近形成随机带

导体壁的有限电阻效应会使（ 2, 1 ）外扭曲模部分解稳，导致缓慢增长的电阻壁模 锯齿模崩塌的环耦合效应会为（ 2, 1 ）模提供种子磁岛，激发新经典撕裂模 快粒子会激发（ 2, 1 ）模振荡，产生“类鱼骨模”

研究的物理背景研究的现状主要依赖的诊断系统分析方法研究的内容及工作计划主要参考文献

软 X 射线辐射（ SXR ）诊断 空间分辨率在 1.7~2.1cm 之间，目前在 EAST 上有 3 个阵列，通过反演可得到磁面的空间结构。 磁探针诊断（ Mirnov 线圈） 判断 MHD 主要的诊断，用来直接的观测磁扰动 电子回旋辐射（ ECE ）诊断 单电子的同步辐射与回旋辐射功率的接收

研究的物理背景研究的现状主要依赖的诊断系统分析方法研究的内容及工作计划主要参考文献

频谱分析方法 傅里叶变换（ fft 和 stft ） 小波分析方法 软 X 射线反演来观察磁面随时间的变化

FFT 来确定扰动的模数 SVD 来确定扰动的模数

基于 Tokamak 磁场的哈密顿原理模拟获得的模的空间结构投影——庞加莱截面HB

H

ddH

dd ;

),,()( 10 HHH

结合 SVD 方法和软 X 射线的反演方法来获得复杂的耦合模的空间模式结构

研究的物理背景研究的现状主要依赖的诊断系统分析方法研究的内容及工作计划主要参考文献

双撕裂模会引起离轴的“锯齿崩塌”的相关研究 (“annular crash.”)

纯增长的锯齿的崩塌相关机理研究。 FTU 上观测到，他们认为是磁重联的非线性过程由半碰撞到无碰撞过度，进而重联加速，导致锯齿的快崩塌，并且逆磁效应在模的线性过程中起很大的作用，逆磁效应会阻碍模的增长。 T7 上也观察到了纯增长的锯齿的崩塌，崩塌过程和 FTU 上的类似。

关于锯齿崩塌后，重联过程仍未结束，锯齿模在崩塌后仍幸存方面的调研和研究。 锯齿后兆不论 T7 和 EAST都由观察到。

快粒子激发的（ 1,1 ）“鱼骨模”，快粒子会激发（ 2, 1 ）模振荡等相关研究。快粒子与 MHD 模式的相互作用（在随机场下），来缓解破裂方面研究。 在 EAST 高约束模式运行条件下， TM （ NTM ）和 ELM 相关方面的研究。 在 EAST 高约束模式运行条件下，误差场及

（ 2,1 ）模（锁模）和破裂等相关研究。 发展MHD 方面的数值计算和解释程序。

高约束模式运行下的锯齿模相关仍是研究的重点。同时关注各种模的相互作用及和边界的相互作用。 锯齿模崩塌的环耦合效应会为（ 2, 1 ）模提供种子磁岛，激发新经典撕裂模。

(a)m/n=2/1 新经典撕裂模的 SXR 信号 (b) 锯齿模 SXR 的时间演化

研究的物理背景研究的现状主要依赖的诊断系统分析方法研究的内容及工作计划主要参考文献

[1] Harold P.Furth Phys.Fluids 6(1963) [2] Xiaogang Wang Phys. Plasmas 2(1995) [3]V.Igochine et al Nucl.Fusion 46(2006) 741-751 [4]V.Igochine et al Nucl.Fusion 47(2007) 23-32 [5] P Buratti et al Plasma Phys. Control. Fusion 45 (2003) L9–L16 [6] Z. Chang et al Phys. Rev. Lett. 77(1996) 3553 [7] Youwen Sun et al Plasma Phys. Control. Fusion 51 (2009)

065001 [8] M Anton et al Plasma Phys. Control. Fusion 38 (1996) 1849–

1878 [9] Masaaki Yamada et al Rev.Mod.Phys 82(2010) 603 [10] R.J.HASTIE Astrophysics and Space Science 256(1998) 177-204 [11] F.porcell et al Plasma Phys. Control. Fusion 38 (1996) 2163-2186 [12] H zohm Phys. Control. Fusion 38 (1996) 105-128 [13]J.T.Scoville et al Nucl.Fusion 31(1991) [14]F.porcell Plasma Phys. Control. Fusion 33(1991) [15]W.W.Heidbrink et al Phys. Plasmas 6 (1998) [16] W.park et al Phys.Fluids 27(1984) [17]Tetsuya Sato et al Phys.Fluids 22(1979) [18] P.H.Retherford Phys.Fluids 16(1973) [19]S.S.Abdullaev Nucl.Fusion 44(2004) S12-S27 [20] Erzhong Li et al Phys. Plasmas 18 092501 (2011)