HL-2A装置湍流和带状流实验与研究.pdfVIP

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2015-08-15 发布于安徽
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核聚变与等离中国核科学技术进展报告第二卷子体物理分卷年月装置湍流和带状流实验研究赵开君董家齐严龙文洪文玉程均黄治辉核工业西南物理研究院四川成都摘要采用三维朗谬尔探针阵列在装置边缘等离子体中通过测量带状流的空间特征包括极向和环向对称性以及有限的径向波数观测到大功率份额的低频带状流和测地声模带状流共存湍流非线性耦合分析表明低频带状流和测地声模带状流均可能是由三波耦合机制形成的低频带状流和测地声模带状流的强度均随的功率增加而增加湍流包络调制分析显示湍流包络与低频带状流和测地声模带状流是反相位相关的关键词低频带状流测地声模带状流朗谬尔探针阵列带状流广泛存在于湍流系统中如聚变实验等离子体和空间等离子体中以及星球的大气层深入研究带状流其目的在于理解由湍流引起的相干结构的形成和横越磁场的反常输运的非线性过程近年来人们认识到湍流及其驱动的输运可能被剪切流降低或者被抑制比如平均剪切流和带状流带状流是的径向电场涨落且有有限的径向尺度其形成主要是通过湍流之间的非线性相互作用这里分别指的是涨落的极向和环向模数在环形等离子体中观测到两类带状流即低频带状流和测地声模因此湍流和带状流不仅因为是磁约束等离子体输运研究的核心课题而受到国际聚变界的高度重视还因对其理解湍流自组织过程的重要意义而受到国际科学界的普遍重视成为理论和实验研究的热门课题尽管低频带状流和测地声模在环形等离子体中被识别但是极少的实验观测了带状流与辅助加热功率之间的关系实验安排装置是一个带封闭偏滤器的中型托卡马克装置在本实验中装置运行在孔栏位形下主要参数范围为等离子体电流纵场线平均密度在装置弱场侧的中平面安装了三套探针系统用于测量电位涨落的空间结构图表示装置带状流实验中探针系统的平面布置图该带探针系统由一个三台阶六探针阵列和一个径向耙子探针组合上下对称地安装在外侧中平面上两探针阵列的极向距离为另一极向十探针阵列也安装在外侧中平面上与上一探针组合的环向距离为环向角度间距为其中三台阶六探针阵列用来扫描等离子体的径向参数如温度密度悬浮电位等其余探针都用来测量悬浮电位实验结果低频带状流的功率谱装置边界观察到明显低频带状流并首次同时测量了低频带状流的三维特征图是扰动悬浮电位的功率谱功率谱在出现了明显的尖峰谱特征该尖峰谱在装置的边