一、HT-7U等离子体位形与电流控制的数值模拟（论文文献综述）
桂腾[1]（2021）在《J-TEXT铁芯托卡马克放电数值模拟研究》文中研究表明
朱光辉[2]（2021）在《KMAX串列磁镜等离子体致稳与低杂波加热机制研究》文中认为相较于传统串列磁镜使用最小磁场结构致稳等离子体来说,轴对称串列磁镜使用的轴对称结构设计和联合动理学致稳方法可以在避免‘新经典”输运的同时还能够提高装置整体约束。和其他磁镜装置类似,对称串列磁镜的轴向约束也依赖于静电势垒来反射中心磁镜逃逸出来的离子。为了建立这样的势垒,可以在子磁镜中采用电子回旋共振加热或中性束注入的方式来提高等离子体的温度和密度,并且这些方式已经在不同串列磁镜上获得了轴向约束的成功。本文在借鉴磁约束装置中常用射频波加热等离子体的基础上,提出了低杂波加热子磁镜等离子体温度的方法。该方法可以通过提升子磁镜等离子体电势来提高装置轴向约束。KMAX装置搭建了两套低杂波加热系统,分别安装在南北子磁镜处,每套系统功率最高可达40kW,工作频率为13.56MHz,使用天线为单环天线。天线与等离子体之间耦合在低杂波加热和传播中扮演者非常重要的角色,研发能够控制电流相位的多环阵列天线可以更加深入等离子体与低杂波的相互作用。加热研究在实验上既需要稳定的等离子体平台,又需要具有特定密度分布的等离子体。论文以在KMAX装置能够开展低杂波加热研究为目的展开相关工作。论文针对低杂波加热所需等离子体条件,找到了实现等离子体不稳定性致稳办法和实现等离子体特定密度分布方案,同时基于射频源频率完成低杂波加热系统及相关诊断系统的搭建,并开展了初步实验。为了更好地实现低杂波加热,实验验证了多环阵列天线主动相位控制。通过粒子模拟方法探讨了阵列天线不同电流相位对低杂波传播和等离子体加热的影响;然后模拟了单环、双环天线在子磁镜非均匀磁场和非均匀密度的加热效果。为磁镜装置开展低杂波加热实验提供了理论和技术支持。论文主要研究结果展示如下。研制了针对KMAX装置等离子体参数测量的诊断装置,能够满足等离子体密度、温度及其涨落测量。探究了槽型内交换模特征并实现了通过产生旋转磁场、调节会切磁场强度和加载射频波三种方式的等离子体致稳,并能够将径向约束提高10倍。通过磁场调节或者等离子体枪改造实现了低杂波加热所需的2 × 1017m-3中心密度。成功搭建低杂波加热运行系统,实现功率源的脉冲改造,完成传输13.56MHz频率0-40kW的功率计设计、电流电压探针设计、真空电极和单环天线设计,并初步展开低杂波加热工作。论文通过信号发生器时间延时和阻抗匹配完成了 13.56MHz多环相控阵天线的电流相位主动控制,同时还进行了多环相控阵天线不同天线电流相位在非均匀等离子体的激发、传播和加热的模拟实验,结果表明在电流相位ΔΦ>π/4时,慢波按照预期传播,直到达到共振层共振,实现等离子体加热;在电流相位ΔΦ<π/4时,等离子体中快慢波都能够传播,并存在快慢波转换的过程发生;在设定的模拟参数下,相同的加热时间,电流相位越高等离子体温度提升越小。模拟还实现了子磁镜单环天线和双环天线低杂波加热,低杂波能够在子磁镜传播并得到天线在等离子体激发电场最强分量为Ex,并在接近磁喉位置实现共振,实现了等离子体离子x方向和电子y方向温度提升,结果表明低杂波能够有效的实现等离子体垂直温度的提升。
郑振[3]（2021）在《高能离子对EAST等离子体压强的影响》文中研究说明等离子体平衡对托卡马克磁约束等离子体研究来说是非常重要的基础。与磁平衡相比,动理学平衡拥有更丰富的等离子体压强与等离子体电流以及安全因子剖面细节等信息。而且动理学平衡有H-模等离子体的台基区结构,这是磁平衡所没有的细节。所以如何获得一个可信的、自洽的动理学平衡是一个非常重要的工作。并且随着EAST上中性束加热（NBI）和离子回旋加热（ICRH）等离子辅助加热功率逐步地提升,NBI与ICRH产生的快离子的作用也越来越重要。尤其是最近的一些高功率离子加热实验中,一些由快离子激发的有趣物理现象被观察到,例如阿尔芬本征模（AEs）。然而在这之前,EAST上制作平衡时并没有考虑快离子的作用,尤其是ICRH产生的快离子在EAST上的特点我们知之甚少,这些现象无法得到及时的分析和解释。所以研究快离子如何影响平衡也成为了一个急切的课题。本文将研究包含NBI与ICRH产生的快离子如何影响EAST等离子体的压强。我们使用一个包含有中性束注入加热和离子回旋共振加热的典型的EAST上H-模放电的磁诊断以及动理学诊断数据,使用新的拟合工具EASTfit对数据进行拟合得到合理自洽的动理学剖面。我们使用TRANSP/NUBEAM程序,结合前面得到的磁诊断和动理学剖面,计算得到NBI产生的快离子压强,对总压强进行了修正,并且同时,我们通过自举电流的约束计算得到了修正后的总电流剖面分布。最后我们使用修正后的总压强和总电流对拥有不同加热的两个时刻的平衡使用EFIT程序分别进行了反演,得到了两个动理学平衡。我们发现快离子压强可以达到总压强的三分之一。并且快离子主要沉积在芯部,这是因为中性束功率主要沉积在芯部。快离子电流也主要在芯部,对台基区贡献非常小。我们发现动理学平衡在台基区出现了一个非常陡的压强梯度以及由压强梯度在边界区域导致的自举电流。通过对比两个时刻的平衡,我们发现中性束注入主导了离子加热。为了分析离子回旋共振加热产生的快离子对EAST等离子体压强的影响,我们使用之前做的平衡以及TRANSP/TORIC程序对在轴和离轴以及不同天线位置的ICRH加热进行模拟。通过不同功率下的模拟,我们发现ICRH功率足够高时,ICRH产生的快离子压强贡献不能被忽略。当输入功率超过3 MW时,快离子压强能达到总压强的60%。并且当共振层从芯部向高场侧或低场侧移动时,压强剖面也会被非常大的改变,并且被展宽。当天线位置从中平面向上移动时,压强剖面同样会被展宽。这样的结果为EAST剖面控制提供了选择。
缪鹏程[4]（2021）在《非接触等离子体放电磁电基本参量研究》文中指出在天体物理学关于太阳、恒星是如何诞生、如何演化及会不会灭亡的研究过程中,物理学家对核聚变的科学研究产生了强烈的兴趣。核聚变反应堆电站将使人类能够利用这种恒星的能量,同时又可消除或大幅削减其他能源,特别是化石能源所带来的缺点。然而,时至今日聚变能要实现商用还有很长的路要走。托卡马克装置是一个复杂的电磁系统,其中的等离子体放电实质上是强环向磁场中的气体放电。从电工学的角度看,它又可视为原边为极向场和中心螺线管线圈,副边为等离子体电流环的变压器装置,等离子体电流由电磁感应耦合产生、与原边在物理空间和电气上均隔离,故托卡马克等离子体放电属非接触放电。本文以托卡马克变压器理论为基础,围绕等离子体放电模型与实验数据分析两个中心,研究了托卡马克等离子体放电中电感的计算模型、磁轴的计算模型、等离子体的归一化半径模型和压力剖面的自洽性模型。基于EAST托卡马克放电的实验数据,对放电过种中的电感演化及磁通变化等进行了理论计算、仿真分析、模型优化与实验验证。阐述了托卡马克变压器理论的电磁基础,详细推导了托卡马克中坡印亭定理,给出了等离子体中心、等离子体边界和磁轴三个不同径向位置处的磁通平衡方程。研究了不同的电感计算模型和内外磁通的计算方法,总结了不同计算方法的差异、放电拉长比/环径比对电感大小的影响及内、外磁通之间的关系。运用EAST等离子体放电的实验参数研究了变压器电压平衡方程中的磁链、等离子体电流密度分布、等离子体等效电阻、极向场线圈电流变化。在具有不同横截面,不同Vloop电压值和几乎相同的LHCD驱动功率的EAST放电中,验证了托卡马克变压器电压平衡方程。并将其应用在EAST托卡马克等离子体电流中的非感应电流的计算与分析。基于等离子体的磁压缩理论,研究了与磁压缩密切相关的垂直场,计算了其中的线性和非线性分量,发现了影响垂直场大小的主要贡献项;研究了与磁压缩相关的等离子体各指标性能参数与压缩比之间的定标关系,给出了改进的大半径、小半径的压缩比区间;研究了等离子体小半径的归一化,归一化小半径与等离子体磁压缩、归一化小半径与自组织压力剖面之间的联系,并运用到EAST的归一化自洽压力分布和磁压缩的等离子体分析中。围绕磁压缩过程会带来电感变化和等离子体磁轴中心的漂移,研究了非圆等离子体截面的电感计算和磁轴计算模型,为磁压缩过程的设计和等离子体位形的实时控制提供理论计算上的电感和磁轴参数。研究中发现了 O.Barana等人在JET等离子体控制中磁轴模型的计算错误并进行了修正,提出了非圆截面等离子体的磁轴计算模型。同时基于EAST放电实验对模型进行了验证,在不同的极向比压下与EASTEFIT值比较,误差大约在0.015-0.025m。另外,分析了 EAST放电中的磁压缩过程,研究了磁压缩等离子体参数和能量约束时间之间的关系,得出的结果与ITER定标基本相一致,为后续EAST或CFETR磁压缩等离子体的计算和实验奠定了一定的研究基础。
李凯[5]（2020）在《高约束模等离子体台基结构和预测模型研究》文中研究指明高约束模式（H模）放电是目前托卡马克装置中的一个典型运行方案,也被认为是未来托卡马克装置最具应用前景的运行模式。台基是H模放电的一个显着特征,台基高度影响等离子体总储能和托卡马克约束性能。因此,准确预测台基结构对于评估和优化当前和未来托卡马克的性能至关重要。基于剥离-气球模（Peeling-Ballooning mode,PBM）和动理学气球模（Kinetic Ballooning mode,KBM）两种约束条件,EPED模型能确定等离子体台基结构。通过与实验数据的广泛比较,表明EPED模型可以对一些托卡马克装置中观察到的台基结构提供相对较好的解释。在EPED基础上,我们发展了 REPED模型。REPED与EPED模型的原理基本相同,主要区别在于REPED使用CORSICA代码中的TEQ平衡程序来构建平衡,而EPED模型中用的是TOQ程序。本论文使用REPED模型来预测H模等离子体放电的台基结构,并将预测结果与实验测量值进行比较。首先,从实验上研究了 EAST上8炮I类边界局域模（Edge-localized modes,ELM）H模放电的台基宽度和高度,并尝试利用REPED模型来预测它们的台基高度。通过数据分析发现平均台基宽度ΔΨ与台基极向比压的平方根βp,ped1/2相关,并且与关系式ΔΨ=0.12βp,ped1/2吻合得较好。研究还表明不同的加热方式对EAST上ΔΨ与βp,ped1/2的比例系数基本没有影响。基于台基宽度模型,REPED模型可以预测H模放电的台基结构。在此基础上,我们进一步比较了所选放电实验测量的台基高度和REPED预测的高度,结果表明REPED模型可以用于预测EAST上一定实验压强范围内的台基高度。国际热核实验反应堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）装置计划在非核放电阶段,使用氦（He）或氢（H1）等离子体来测试工程组件和等离子体诊断系统。为了能在ITER中顺利进行这些放电实验,当前不少实验装置进行了 He和H1相关实验,研究它们在H模放电下的等离子体行为。通过对DⅢ-D上He等离子体H模放电实验中的台基宽度和高度的分析,我们发现台基宽度ΔΨ与βp,ped1/2相关,且与表达式ΔΨ=0.095βp,ped1/2有较好的一致性。我们利用REPED模型预测He放电下的台基结构,发现预测结果与测量值比较接近,说明REPED/EPED模型同样适用于DⅢ-D上He等离子体放电的台基结构预测。此外,在He和D等离子体主要参数相近的情况下,实验和模拟结果都表明它们的台基高度基本一致,He的台基宽度比D宽7%左右。旨在填补ITER与商业聚变堆（Demonstration reactor,DEMO）之间空白的中国聚变工程试验堆（Chinese Fusion Engineering Test Reactor,CFETR）目前处于设计阶段。REPED模型被用来预测CFETR两个运行阶段的台基结构。在得到REPED预测的台基结构后,我们进一步通过TEQ平衡程序和Sauter自举电流模型构建有自洽台基结构的CFETR平衡。这些平衡提供了堆芯等离子体的基本要素（如位形,压强,电流和安全因子分布）,可用于磁流体力学、输运、加热以及电流驱动等物理问题的研究。对于CFETR设计考虑的雪花（Snowflake,SF）偏滤器位形,我们进一步利用REPED模型计算比较标准（Standard,SD）和SF偏滤器位形下的台基结构,发现SF偏滤器位形下的台基高度比SD要稍微高一些。这表明SF偏滤器位形不仅能减少靶板偏滤器上的热负荷,还能改善H模等离子体的约束性能。
鲍娜娜[6]（2020）在《东方超环等离子体垂直位移事件的实时监测、控制与防护研究》文中研究表明等离子体垂直不稳定性是具有拉长位形的先进托卡马克等离子体主要特征,对该不稳定性控制失败所导致的破裂会产生巨大的电磁力和热冲击,造成装置的巨大损坏。EAST具有与ITER类似的拉长等离子体位形结构,因此对垂直位移的可靠控制是EAST运行的必然要求。世界上主要装置包括EAST还没有建立垂直位移增长率实时监测手段,也没有预防破裂安全停堆的实际运行应用,所以在EAST上尽早开展这一研究势在必行。影响托卡马克等离子体垂直位移不稳定性的因素包括等离子体电流分布、磁面结构、等离子体周围被动导体结构（即真空室和第一壁部件）以及该不稳定性的主动控制线圈系统。本论文使用DⅢ-D控制组发展的TOK-SYS程序,基于等离子体刚性响应模型,重新建立了 EAST最新的真空室和第一壁部件、线圈系统及其驱动电源与等离子体的垂直位移控制系统模型,计算了 EAST典型位形下的垂直位移增长率。为了提高计算速度以满足控制系统的实时性需求,用C语言与CUDA编程重新改写了相关TOK-SYS程序,实现了并行垂直位移增长率的计算,计算结果与原程序一致。一次并行垂直位移增长率的计算时间为2ms,满足了实时监测垂直位移增长率的需要。为实时监测垂直位移增长率需要将上述并行计算应用于等离子体控制系统（PCS）中。具体的过程是:利用共享内存技术将PCS中PEFIT重建的等离子体平衡信息如等离子体电流的空间分布,实时传送给该并行计算系统;并将垂直位移增长率的计算结果实时返回给PCS。实验结果显示一个控制周期总的系统开销为1.1ms,从而实现了垂直位移不稳定性的实时监测。垂直位移增长率的实时监测在中美联合实验中得到应用（#95142-95145）。垂直位移控制系统的能力是有限的,垂直位移增长率超过可控制范围必然导致等离子体破裂。在放电过程中,如能对垂直位移增长率进行实时控制将能大大降低破裂风险。本论文提出了实时改变拉长比的方式,控制垂直位移增长率。在EAST PCS中利用PID控制器增加了新的控制算法,与PCS原有的等磁通位形控制算法配合工作,最终完成了垂直位移增长率闭环反馈控制模块。我们在2019年EAST实验（#91129-91131）中,使用该模块完成了以降低垂直位移增长率为目的的实验,验证了该控制器对垂直位移增长率的有效性。一旦等离子体垂直位移接近失控,需要找到等离子体可靠安全的停堆方式。然而目前为止,世界上托卡马克装置尚未发展这种事件驱动的等离子体软着陆方式。本论文提出一种等离子体垂直不稳定性事件驱动的软着陆控制算法,一旦垂直位移增长率超过某个阈值,将触发等离子体电流以某种预先设定的安全速率下降,同时保持一定的等离子体位形。我们在PCS中设计了该异常停堆算法,并在2019年EAST实验中验证了该算法的有效性。一旦等离子体垂直位移失控,必须立刻减轻破裂造成的严重危害。为此我们在EAST PCS中增加了垂直不稳定性异常事件处理算法。一旦等离子体垂直位移增长率、绝对垂直位移和垂直位移控制偏差达到某一阈值时,将触发大量气体注入（MGI）的异常停堆保护动作。我们在2019年秋季实验中验证了算法的可靠性（#85512）。本文在PCS中实现的EAST等离子体垂直不稳定性的监测、安全停堆和防护,为今后EAST的高参数运行提供了最重要的破裂之一的垂直不稳定性破裂的重要保护手段,不但可以大大减轻破裂对EAST装置造成的损害,还可为ITER和未来聚变堆提供了重要经验。
潘京[7]（2020）在《EAST装置关键部件运行安全性实时分析算法研究》文中进行了进一步梳理为保证EAST装置运行安全,满足开展更高参数下的等离子体物理实验需求,拟搭建一个能对EAST装置主机运行进行实时监控、风险评估及处理的系统平台。鉴于商业有限元法尚难以实现主机关键部件在运行中受载的实时分析计算,因此本论文针对EAST磁体系统、真空室和第一壁部件的电磁载荷、磁体交流损耗等重要安全参数的实时分析算法进行研究,用于构建EAST装置实时监控与反馈平台。本文首先针对EAST超导磁体在复杂磁场环境下的电磁受力和交流损耗开展实时评估算法研究。介绍了通用的交流损耗分析理论,引入了系统矩阵法用于交流损耗关键参数磁场B的求解。建立了单位电流下EAST PF线圈中心处磁场系统矩阵,则只需给定电流,通过系统矩阵的线性叠加可快速得到作用在各线圈上的磁感应强度。计算了几种典型等离子体放电炮号下各PF线圈的交流损耗,验证了该方法可以方便有效应用于EAST磁体系统交流损耗快速评估中。同时将系统矩阵法应用于EAST磁体电磁受力实时评估计算中,同样建立了磁体电磁受力系统矩阵并分析了典型炮号下磁体线圈的结构受力。完成了 EAST磁体系统安全运行实时评估算法的研究。其次,开展了 EAST真空室在复杂电磁环境下电磁响应实时分析算法研究。分析了不同工况下作用于真空室上的电磁载荷类型,采用基于电路理论的等效一阶线性系统理论和等效线圈模型法分别构建了由极向涡流引起的电磁载荷和由环向涡流引起的电磁载荷的实时评估算法,并完成了典型等离子体事故态下电磁响应实时计算。借鉴磁矩理论探索了应用于EAST第一壁电磁载荷实时评估算法的特征参数法。介绍了特征参数法的基本原理,借助谐响应分析提取了各第一壁部件的特征参数磁矩与时间常数。利用预先获得的特征参数与磁场参数,通过简单的线性计算得到两种等离子体事件下作用于第一壁部件上的电磁载荷。同时为了证明以上实时分析算法的普适性,进一步应用于CFETR真空室及包层的电磁受力求解中,与通用有限元分析方法结果对比,验证了所研究的实时分析算法的准确有效。最后,介绍了正在搭建的实时监控与反馈平台及部分功能,总结了各实时分析算法并建立完整的EAST关键部件实时分析计算流程。将EAST极向场线圈交流损耗实时评估算法进行了平台嵌入并完成了调试和运行,初步验证了该平台的可行性与实用性。
陈远洋[8]（2020）在《聚变堆装置极向场磁体馈电优化研究》文中研究表明托卡马克装置是目前最有希望实现可控核聚变的技术,对人类探索未来清洁能源有着重要意义。极向场磁体系统是托卡马克中产生、维持和控制等离子体电流的关键子系统,对磁体线圈的电流及馈电设计是托卡马克放电实验研究的基本课题之一。本文通过分析极向场磁体线圈与等离子体之间的电磁关系,对准雪花偏滤器位形放电极向场线圈电流的设计、线圈馈电方式的优化设计、等离子体交流放电极向场线圈电流设计等问题进行了研究,具体内容和创新如下:（1）推导了超导聚变装置等离子体平衡方程,建立等离子体电流模型,并详细介绍了所有影响等离子体与极向场线圈电磁关系的参数。（2）研究了极向场线圈电流对等离子体位形的控制作用,通过求解单线圈电流扰动下的等离子体自由边界平衡问题,计算了等离子体位形与磁通分布对线圈电流的响应,通过拟合多线圈电流扰动下等离子体磁通分布的响应,优化了用于位形控制的等离子体磁通响应矩阵,证明了与目前计算响应矩阵的方法相比,其精度更高。（3）研究了不同等离子体位形参数对应的平衡极向场线圈电流,通过正交实验法,解决了准雪花偏滤器位形设计中遇到的极向场线圈电流过大的问题,发现了在设计放电平衡位形时,可以通过调整位形参数来获得预期的极向场线圈电流。（4）提出了一种极向场线圈分布式和集中式一体化的馈电电源设计方案,与每套线圈由单独的电源供电相比,通过添加快速响应的电源配合极向场主电源对多个外围极向场线圈供电,能提高其对等离子体垂直位移的控制能力,同时大大优化了电源配置。（5）研究了聚变装置交流运行模式,提出了电流密度翻转的等离子体平衡构建方法,通过改变多项式电流模型的参数,求解归一化等离子体平衡方程,可以获得不同的零电流等离子体平衡位形以及电流翻转时的等离子体平衡演化。以Jtext托卡马克为模型,研究了带铁芯托卡马克的固定边界平衡求解方法,并编写了计算程序,计算了电流翻转时的极向场线圈电流波形,提出了交流运行模式下的电源配置要求和配置方案。本文工作为托卡马克装置等离子体放电的极向场线圈电流与馈电设计奠定了一定的理论与技术基础。
朱立志[9]（2020）在《J-TEXT托卡马克偏滤器位形的模拟与实现》文中研究说明偏滤器在托卡马克受控磁约束聚变装置中具有重要作用。它可以避免主等离子体与装置边界物理材料的直接接触,从而有效降低杂质溅射及渗透,进一步也有助于提高等离子体的约束性能。可以说,偏滤器位形是托卡马克实现高约束模式（H-Mode）的一个关键。目前世界上几个主流的托卡马克装置,如JET、EAST、HL-2A、DIII-D、KSTAR、ASDEX-U等,都选择了偏滤器位形。未来的托卡马克试验堆,如ITER和CFETR,也将在偏滤器位形下运行。因此,实现偏滤器位形,是解决未来聚变堆的关键物理和工程问题的基础,具有重要的战略意义。本文以J-TEXT（Joint Texas EXperimental Tokamak）托卡马克装置为研究平台,开发了偏滤器位形重建程序,并以程序计算的结果为指导,在J-TEXT装置的实验中首次实现了偏滤器位形的运行。偏滤器位形的实现是J-TEXT装置的一大突破,为将来实现H-Mode并研究聚变堆相关的物理问题奠定了基础。为了实现J-TEXT的偏滤器位形的运行及控制,本文从软件和硬件两个方面开展了如下研究:在软件方面,在J-TEXT上建立了两套位形重建程序:平衡重建程序和电流丝边界重建程序。获得了J-TEXT托卡马克上不同放电位形的磁面分布。针对不同位形的给定平衡,通过反演模式得到的最外层闭合磁面与给定的一致,验证了平衡重建程序的自洽性。固定边界平衡的计算表明外部磁测量对等离子体内部电流分布不敏感,这为电流丝边界重建方法的使用提供了依据。采用固定电流丝模型对J-TEXT的不同位形进行了边界重建,研究发现单电流丝在圆截面限制器位形下的边界重建精度明显高于偏滤器位形,多根电流丝可以提高偏滤器位形的边界重建精度。适当增加电流丝个数,减小电流丝分布的半径,可以提高边界重建精度。使用电流丝法对J-TEXT的偏滤器位形进行了模拟,探究了可能影响偏滤器位形形成的各种因素及运行区间。结果表明限制器位置能明显影响偏滤器位形的形成,将限制器位置外移有助于形成偏滤器位形;当等离子体位置靠近高场侧时,双零位形的运行区间较大,靠近低场侧时,中间单零位形的运行区间较大。通过对J-TEXT托卡马克偏滤器位形的模拟,确定了偏滤器线圈电源所需要的大致参数运行范围,并为J-TEXT的偏滤器位形运行策略提供了思路。在硬件方面,主要是两方面的工作:靶板的建设和用于位形诊断的硬件的建设。J-TEXT托卡马克偏滤器位形的X点位于高场侧,打击点在高场侧,为了避免损坏装置的第一壁,在真空室的高场侧进行了石墨靶板全覆盖。诊断方面,建设了专门用于位形重建的矩形磁探针阵列。该阵列由分布在真空室内壁上的26个二维磁探针组成,探针的有效面积使用赫姆霍茨线圈进行了标定。此外,还建设了位移测量探针和逆磁测量系统。位移测量探针可以用于J-TEXT的等离子体位置测量及控制,逆磁测量系统补偿了J-TEXT的纵场线圈扩散的影响,可以用于测量等离子体的储能,极向β,能量约束。在靶板、电源、诊断等各个子系统建设完成并经过调试之后,在J-TEXT上成功实现了高场侧中间单零偏滤器位形的放电,取得了高场侧中间单零偏滤器位形的初步实验结果并基于平衡反演程序进行了分析。并在该位形下,尝试了高密度放电实验和ECRH加热实验,获取了一些典型炮。
朱子健[10]（2020）在《基于神经网络的东方超环等离子体平衡参数实时评估与预测研究》文中认为托卡马克是目前最有希望实现核聚变能源的装置之一。等离子体平衡与垂直位移不稳定性的有效控制是托卡马克装置安全运行的重要保障,本文基于神经网络方法,对托卡马克装置等离子体平衡参数实时估算以及垂直位置快速预测进行了研究,为未来更加精准、快速控制提供新的方法。本文先应用基础的前馈神经网络,以托卡马克模拟代码（TSC）模拟EAST放电生成数据库,训练和测试等离子体平衡参数估算模型,并分别讨论测量信号缺失和输入噪音对模型鲁棒性的影响。神经网络评估模型在偏滤器和限制器位形下估算有量纲平衡参数（等离子体电流中心位置、大半径、小半径、X点位置）平均误差在1毫米以内,估算无量纲参量（拉长比、极向比压、内感、安全因子）平均误差在百分之一以内;对于假定的测量信号缺失和输入噪音,通过加入随机噪音以及置零缺失信号值再训练验证,证实模型仍具有一定鲁棒性;在普通台式机上用MATLAB软件实现模型,耗时为1毫秒左右,初步验证了这种方法的可行性。在等离子体电流中心位置识别工作中,本文先用模拟数据验证了神经网络方法的可行性,再用实验数据训练模型,训练的基础前馈神经网络模型经验证仍可准确识别等离子体电流中心;同时,减少输入探究不同输入组对模型性能的影响,仅以磁通环诊断或极向场线圈电流作为输入在该模型下并不充分。考虑到极向场线圈电流是等离子体电流中心位置变化的重要控制变量,本文探讨了 NARX神经网络模型建立控制量和响应量映射关系的应用;NARX模型相较基础前馈网络模型,仅用控制量推理电流中心位置的准确性有显着提升;然而,该模型严格限制控制变量,在目前工作中训练数据只在同一类型放电数据中获得,模型适用范围受限。本文最后筛选整理了 2018年EAST实验数据库,覆盖一千炮以上的放电,将长短期记忆神经网络应用于等离子体垂直位置预测,同时使用GPU并行对训练完备的模型进行加速。本研究选用前五个时间片的电磁测量数据,预测后一时刻的等离子体垂直位置,并讨论输入噪音和信号缺失时模型的准确性和鲁棒性。经过不断地训练和测试、不断改善性能,最终模型参数固定,初始用CPU实现速度在1毫秒量级;通过算法和硬件加速,最终使用GPU实现模型准确快速,一次预测时间可达50微秒量级,比目前EAST控制速度提高一个量级,为未来等离子体垂直位移快控提供了一个新方法。
二、HT-7U等离子体位形与电流控制的数值模拟（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、HT-7U等离子体位形与电流控制的数值模拟（论文提纲范文）
（2）KMAX串列磁镜等离子体致稳与低杂波加热机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 磁镜装置新进展 |
| 1.2 磁镜装置不稳定性研究 |
| 1.2.1 槽型不稳定性的增长因子 |
| 1.2.2 曲率致稳槽型内交换模稳定性判据 |
| 1.2.3 致稳槽型内交换模实验介绍 |
| 1.3 磁镜装置低杂波加热研究 |
| 1.3.1 等离子体加热方法 |
| 1.3.2 低杂波的色散关系和可进性条件 |
| 1.3.3 低杂波与等离子体相互作用 |
| 1.3.4 低杂波加热国内外研究现状 |
| 1.3.5 串列磁镜中实现低杂波加热的目的和意义 |
| 1.4 论文的安排 |
| 第2章 KMAX磁镜装置诊断及其原理介绍 |
| 2.1 静电探针阵列诊断原理及分析技术 |
| 2.1.1 静电探针测量原理 |
| 2.1.2 耙探针阵列和径向参数分布测量原理 |
| 2.1.3 环探针阵列与径向输运测量原理 |
| 2.2 射频补偿探针及原理介绍 |
| 2.3 微波干涉仪及诊断原理 |
| 2.3.1 外差干涉仪 |
| 2.3.2 零拍干涉仪 |
| 第3章 KMAX低杂波加热系统介绍 |
| 3.1 低杂波加热系统搭建 |
| 3.1.1 KMAX装置低杂波加热系统介绍 |
| 3.1.2 射频源 |
| 3.1.3 定向耦合器 |
| 3.1.4 传输线 |
| 3.1.5 电压电流探针 |
| 3.1.6 天线与阻抗匹配 |
| 3.2 多环阵列天线主动相位控制实验设置 |
| 3.3 子磁镜等离子体单双环天线模拟设置 |
| 3.4 多环天线低杂波传播机制和加热效果模拟设置 |
| 3.5 等离子体源介绍和旋转磁场致稳实验安排 |
| 3.5.1 等离子体源介绍 |
| 3.5.2 旋转磁场致稳实验安排 |
| 第4章 KMAX装置等离子体内交换模的致稳实验 |
| 4.1 KMAX装置等离子体内槽型内交换不稳定性的发现 |
| 4.1.1 磁镜装置常见的三种不稳定性判别对比 |
| 4.1.2 不稳定性模式确定 |
| 4.2 旋转磁场致稳槽型内交换模 |
| 4.2.1 旋转磁场对密度涨落影响 |
| 4.2.2 旋转磁场对等离子体径向输运的影响 |
| 4.2.3 旋转磁场致稳等离子体原理 |
| 4.3 其他致稳方案 |
| 4.3.1 射频致稳方案 |
| 4.3.2 会切磁场致稳方案 |
| 第5章 KMAX低杂波加热机制研究 |
| 5.1 KMAX装置开展低杂波注入初步实验结果 |
| 5.1.1 适合共振加热的等离子体获得 |
| 5.1.2 低杂波注入实验结果 |
| 5.2 子磁镜单双环天线加热等离子体模拟 |
| 5.2.1 单环天线低杂波注入模拟结果 |
| 5.2.2 双环天线低杂波注入模拟结果 |
| 5.3 相控阵天线激发低杂波共振加热模拟研究 |
| 5.3.1 低杂波慢波传播验证 |
| 5.3.2 不同相位下低杂波传播过程 |
| 5.3.3 不同相位下低杂波加热效果 |
| 5.3.4 相控阵天线模拟总结 |
| 5.4 相控阵天线发射可调平行波数实验 |
| 5.4.1 天线相位控制结果 |
| 5.4.2 平行波数发射结果 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文的总结 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 磁镜装置简介 |
| 附录B Matlab相关程序 |
| 附录C 多种射频天线等效电流元分析 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）高能离子对EAST等离子体压强的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 可控核聚变 |
| 1.2.1 可控核聚变装置及托卡马克 |
| 1.2.2 辅助加热手段 |
| 1.2.3 中性束注入加热 |
| 1.2.4 射频波加热 |
| 1.3 中性束注入 |
| 1.3.1 中性束注入原理 |
| 1.3.2 中性束注入物理过程 |
| 1.3.3 中性束粒子与背景等离子体相互作用 |
| 1.3.4 中性束的透射深度 |
| 1.3.5 中性束的加热 |
| 1.3.6 中性束注入的作用 |
| 1.4 离子回旋共振加热 |
| 1.4.1 离子回旋共振加热的物理机制 |
| 1.4.2 离子回旋共振加热的方案 |
| 1.4.3 离子回旋共振加热的应用 |
| 1.5 NBI与ICRH产生的快离子相关的物理 |
| 1.5.1 快离子的来源 |
| 1.5.2 快离子的作用 |
| 1.5.3 快离子模拟研究现状 |
| 1.6 本论文的研究目的和内容 |
| 第2章 等离子体平衡重建与工具 |
| 2.1 等离子体平衡与EFIT |
| 2.1.1 等离子体平衡理论 |
| 2.1.2 EFIT程序介绍 |
| 2.2 TRANSP程序介绍 |
| 2.2.1 TRANSP简介 |
| 2.2.2 TRANSP的输运模型 |
| 2.3 NUBEAM程序介绍 |
| 2.3.1 NUBEAM描述的物理 |
| 2.3.2 NUBEAM的物理模型 |
| 2.4 离子回旋共振加热模拟与理论工具介绍 |
| 2.4.1 理论模拟历史回顾 |
| 2.4.2 TORIC介绍 |
| 2.5 FPPRF与反弹平均准线性福克普朗克方程 |
| 2.5.1 反弹平均准线性理论 |
| 2.5.2 反弹平均准线性算子推导 |
| 2.5.3 反弹平均算子的特性 |
| 2.6 EASTfit |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 包含NBI的动理学平衡重建 |
| 3.1 EAST实验结果与数据分析 |
| 3.1.1 实验结果 |
| 3.1.2 数据拟合 |
| 3.2 快离子压强模拟 |
| 3.2.1 中性束注入的快离子初始分布函数 |
| 3.2.2 EAST #62585炮t=2.8 s模拟 |
| 3.2.3 EAST #62585炮t=3.8 s模拟 |
| 3.3 #62585炮的动理学平衡重建 |
| 3.3.1 动理学压强约束 |
| 3.3.2 边界电流约束 |
| 3.3.3 平衡重建结果 |
| 3.4 t=2.8 s平衡与t=3.8 s平衡对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 ICRF产生的快离子对压强的影响 |
| 4.1 物理模型与设置 |
| 4.2 模拟结果 |
| 4.2.1 1.6 MW ICRF功率下的快离子压强模拟 |
| 4.2.2 ICRF产生的快离子与功率的相关性 |
| 4.2.3 ICRF产生的快离子与频率的相关性 |
| 4.2.4 ICRF产生的快离子与天线位置的相关性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 补充材料 |
| 1 EASTfit介绍 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（4）非接触等离子体放电磁电基本参量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 聚变能 |
| 1.2 磁约束聚变 |
| 1.3 托卡马克装置的原理 |
| 1.4 托卡马克等离子体实验与自组织研究进展 |
| 1.4.1 托卡马克等离子体实验研究 |
| 1.4.2 托卡马克等离子体电感研究 |
| 1.4.3 托卡马克等离子体自组织研究 |
| 1.5 研究的主要内容及意义 |
| 第2章 托卡马克变压器模型的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 等离子体电流启动时的欧姆变压器 |
| 2.3 托卡马克变压器模型的理论基础 |
| 2.3.1 托卡马克中的坡印亭定理 |
| 2.3.2 托卡马克极向磁通平衡方程 |
| 2.3.3 托卡马克变压器方程 |
| 2.4 托卡马克变压器等效电路 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 EAST等离子体放电的电感研究与磁通分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 等离子体放电电感计算 |
| 3.2.1 等离子体电感模型 |
| 3.2.2 EAST放电中不同电感模型的计算分析 |
| 3.3 磁压缩等离子体电感分析 |
| 3.3.1 磁压缩等离子体电感的定标 |
| 3.3.2 磁压缩等离子体电感的分析 |
| 3.4 托卡马克变压器模型中磁通的计算 |
| 3.4.1 Internal磁通的计算 |
| 3.4.2 External磁通的计算 |
| 3.5 EAST等离子体放电磁通的计算与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 托卡马克变压器模型在EAST上验证与应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 托卡马克变压器模型在EAST上的实验验证 |
| 4.2.1 极向磁场线圈系统与放电时序 |
| 4.2.2 等离子体与线圈之间磁链的估算 |
| 4.2.3 极向场线圈电流变化率的计算 |
| 4.2.4 等离子体等效电阻的估算及模型验证 |
| 4.3 变压器模型在等离子体非感应电流分析中的应用 |
| 4.3.1 EAST#73999等离子体有效电阻的计算 |
| 4.3.2 EAST#73999等离子体非感应电流的计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 托卡马克等离子体磁压缩与自组织研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁压缩等离子体理论基础 |
| 5.2.1 托卡马克的几何学 |
| 5.2.2 磁压缩的基本原理与实现 |
| 5.2.3 绝热压缩参数定标与基本方式 |
| 5.3 等离子体小半径归一化研究 |
| 5.3.1 等离子体小半径归一化与磁压缩分析 |
| 5.3.2 等离子体小半径归一化与自组织压力剖面的研究 |
| 5.4 长脉冲L/H模放电磁压缩等离子体分析 |
| 5.4.1 EAST等离子体放电中垂直场的分析 |
| 5.4.2 EAST等离子体放电中磁轴模型的分析 |
| 5.4.3 EAST等离子体放电中磁压缩过程的分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）高约束模等离子体台基结构和预测模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 磁约束聚变和托卡马克装置 |
| 1.2 台基结构研究简介 |
| 1.3 论文结构及内容 |
| 1.4 论文研究意义与创新点 |
| 第二章 等离子体台基结构和预测模型 |
| 2.1 托卡马克等离子体平衡 |
| 2.1.1 等离子体平衡方程 |
| 2.1.2 等离子体平衡反演与构建程序 |
| 2.2 H模等离子体台基结构 |
| 2.2.1 H模和边界局域模 |
| 2.2.2 台基结构 |
| 2.2.3 台基区的MHD不稳定性 |
| 2.3 台基预测模型的研究与发展 |
| 2.3.1 MHD稳定性计算程序(ELITE code) |
| 2.3.2 PBM约束压强台基高度 |
| 2.3.3 台基宽度模型(动理学气球模,KBM) |
| 2.3.4 EPED模型 |
| 2.4 台基预测模型REPED介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 EAST上H模等离子体台基预测模型的研究 |
| 3.1 EAST上H模等离子体台基研究现状 |
| 3.1.1 EAST简介 |
| 3.1.2 H模等离子体台基研究 |
| 3.2 EAST上H模放电台基结构的研究以及与预测结果的比较 |
| 3.2.1 台基宽度预测模型的研究 |
| 3.2.2 实验台基结构与预测结果的比较 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 DⅢ-D上He等离子体放电的台基结构研究 |
| 4.1 He等离子体放电研究背景 |
| 4.2 DⅢ-D上He等离子体放电的台基结构研究 |
| 4.2.1 台基宽度的实验研究 |
| 4.2.2 He等离子体放电实验和预测台基结构的比较 |
| 4.2.3 实验台基高度和预测高度的比较 |
| 4.3 DⅢ-D上He和D等离子体的台基结构比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 REPED在未来聚变装置CFETR上的应用 |
| 5.1 CFETR简介 |
| 5.2 构建有自洽台基结构的CFETR平衡 |
| 5.2.1 REPED模型预测CFETR台基结构 |
| 5.2.2 构建有自洽台基结构的CFETR等离子体平衡 |
| 5.3 研究CFETR不同偏滤器位形下的台基结构 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）东方超环等离子体垂直位移事件的实时监测、控制与防护研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及其意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和贡献 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 基于刚性模型的等离子体垂直位移增长率计算原理 |
| 2.1 等离子体垂直不稳定性及其控制 |
| 2.1.1 成因与危害 |
| 2.1.2 EAST等离子体垂直不稳定性的控制 |
| 2.2 基于刚性模型的等离子体垂直位移响应建模 |
| 2.2.1 RZIP模型的介绍 |
| 2.2.2 被动导体的模型 |
| 2.2.3 等离子体平衡 |
| 2.2.4 基于RZIP模型的等离子体垂直位移增长率计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 垂直位移增长率并行算法的实现 |
| 3.1 GPU并行计算与CUDA编程简介 |
| 3.2 垂直位移增长率的并行计算 |
| 3.2.1 被动结构模型的获取 |
| 3.2.2 主动导体电流一致性的获取 |
| 3.2.3 中间变量的并行计算 |
| 3.2.4 矩阵差分的并行计算 |
| 3.2.5 矩阵内积的并行计算 |
| 3.2.6 矩阵A*的构建 |
| 3.2.7 特征值的求解 |
| 3.3 垂直位移增长率GPU并行算法的加速效果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 垂直不稳定性实时监测系统的实现 |
| 4.1 基于EAST PCS的垂直不稳定性监测的硬件系统搭建 |
| 4.1.1 EAST等离子体控制系统简介 |
| 4.1.2 垂直不稳定性监测系统硬件结构及配置 |
| 4.1.3 垂直不稳定性监测系统硬件系统搭建 |
| 4.2 垂直不稳定性监测系统的软件架构 |
| 4.2.1 软件系统功能需求分析 |
| 4.2.2 相关的软件功能 |
| 4.3 垂直不稳定性监测算法的实现 |
| 4.3.1 监测算法的基本设计原理 |
| 4.3.2 监测系统的软件功能实现 |
| 4.4 垂直不稳定性监测预警算法的实验 |
| 4.4.1 监测算法有效性的实验验证 |
| 4.4.2 中美联合实验的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 垂直位移增长率控制算法的实现 |
| 5.1 垂直位移增长率与位形响应的模型 |
| 5.1.1 垂直位移增长率位形响应实验的分析 |
| 5.1.2 位形响应模型的建立 |
| 5.2 垂直位移增长率控制算法的设计与实现 |
| 5.2.1 垂直位移增长率控制算法的设计 |
| 5.2.2 垂直位移增长率控制算法的实现 |
| 5.3 垂直位移增长率控制实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于垂直不稳定性监测的防护控制实验 |
| 6.1 垂直不稳定性破裂防护控制简介 |
| 6.2 垂直不稳定性的破裂防护控制逻辑 |
| 6.3 基于垂直不稳定性监测的防护控制实验 |
| 6.3.1 MGI充气实验 |
| 6.3.2 Rampdown控制实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（7）EAST装置关键部件运行安全性实时分析算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 托卡马克聚变装置概况 |
| 1.2.1 磁约束聚变与托卡马克 |
| 1.2.2 EAST与中国核聚变研究 |
| 1.3 国内外聚变装置监控系统与关键部件分析算法研究现状 |
| 1.3.1 聚变装置实验监控系统 |
| 1.3.2 托卡马克关键部件评估算法研究 |
| 1.4 本课题研究的内容及意义 |
| 第2章 EAST磁体安全运行实时分析算法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 EAST超导磁体系统 |
| 2.3 交流损耗分析理论 |
| 2.3.1 耦合损耗 |
| 2.3.2 磁滞损耗 |
| 2.3.3 超导电缆耦合衰减时间常数 |
| 2.4 系统矩阵理论与磁场的快速求解 |
| 2.4.1 相互作用系统与相互作用矩阵 |
| 2.4.2 磁场相互作用系统矩阵 |
| 2.4.3 磁场计算 |
| 2.5 交流损耗实时分析 |
| 2.5.1 交流损耗实时分析计算流程 |
| 2.5.2 交流损耗的计算 |
| 2.5.3 交流损耗引起的温升估算 |
| 2.6 EAST磁体系统结构受力实时评估 |
| 2.7 EAST磁体系统运行实时分析算法的建立 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 EAST真空室实时电磁响应分析算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 托卡马克真空室及电磁载荷类型 |
| 3.2.1 EAST真空室概述 |
| 3.2.2 真空室载荷类型 |
| 3.3 真空室电磁载荷实时分析算法研究 |
| 3.3.1 真空室极向涡流电磁载荷 |
| 3.3.2 真空室环向涡流电磁载荷 |
| 3.4 EAST真空室实时电磁响应求解 |
| 3.4.1 等离子体大破裂事件(MD) |
| 3.4.2 等离子体垂直位移事件(VDE) |
| 3.5 EAST真空室实时电磁响应分析算法的建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 EAST第一壁部件电磁受力实时分析算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 EAST第一壁部件 |
| 4.3 特征参数法 |
| 4.3.1 磁矩理论 |
| 4.3.2 特征参数 |
| 4.4 特征参数的求解 |
| 4.4.1 涡流求解理论 |
| 4.4.2 EAST第一壁部件特征参数的求解 |
| 4.5 EAST第一壁部件实时电磁载荷计算 |
| 4.5.1 电磁载荷类型分析 |
| 4.5.2 涡流瞬态效应分析 |
| 4.5.3 EAST第一壁多工况电磁载荷计算 |
| 4.6 EAST第一壁实时电磁受力分析算法的建立 |
| 4.7 实时分析算法在CFETR电磁分析中的应用 |
| 4.7.1 CFETR关键部件 |
| 4.7.2 实时分析计算关键参数 |
| 4.7.3 CFETR多工况实时分析计算 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 实时监控与反馈平台算法的嵌入与实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 EAST关键部件实时分析算法的建立 |
| 5.3 EAST关键部件实时分析算法的嵌入与调试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结及工作展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文的特色与创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）聚变堆装置极向场磁体馈电优化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 受控核聚变与托卡马克装置 |
| 1.1.1 受控核聚变发展历史 |
| 1.1.2 托卡马克装置 |
| 1.2 托卡马克极向场磁体系统 |
| 1.2.1 磁体线圈分布与功能 |
| 1.2.2 磁体线圈电源 |
| 1.2.3 等离子体控制 |
| 1.3 课题研究意义 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 等离子体平衡方程与电流模型 |
| 2.1 Grad-Shafranov平衡方程 |
| 2.2 等离子体电流模型 |
| 2.2.1 GAQ电流模型和多项式电流模型 |
| 2.2.2 等离子体形状 |
| 2.2.3 等离子体电流剖面参数 |
| 2.2.4 等离子体电路模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 EAST等离子体对极向场磁体电流的响应 |
| 3.1 等离子体自由边界平衡计算 |
| 3.1.1 格林函数计算 |
| 3.1.2 自由边界平衡计算流程 |
| 3.1.3 仿真计算程序 |
| 3.2 单线圈电流扰动下等离子体响应 |
| 3.3 多线圈电流扰动下等离子体响应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 EAST极向场磁体馈电优化 |
| 4.1 等离子体固定边界平衡计算 |
| 4.1.1 计算方法与程序 |
| 4.1.2 计算案例 |
| 4.2 准雪花偏滤器位形放电PF线圈电流优化 |
| 4.2.1 雪花偏滤器位形介绍 |
| 4.2.2 准雪花偏滤器位形打击点优化 |
| 4.2.3 准雪花偏滤器位形平衡设计 |
| 4.2.4 正交实验法 |
| 4.2.5 放电位形及PF线圈电流优化 |
| 4.3 极向场线圈馈电方式优化 |
| 4.3.1 PF线圈分布式和集中式一体化的馈电方式 |
| 4.3.2 不同放电模式等离子体参数对PF电流的影响 |
| 4.3.3 ITER PF线圈馈电方式 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 托卡马克交流运行极向场磁体馈电设计 |
| 5.1 托卡马克交流运行 |
| 5.1.1 实验研究背景 |
| 5.1.2 理论研究背景 |
| 5.2 J-text托卡马克 |
| 5.3 等离子体电流反向时的平衡位形构建 |
| 5.3.1 归一化G-S方程推导与求解 |
| 5.3.2 等离子体电流过零时的平衡位形 |
| 5.3.3 等离子体电流翻转时的平衡位形 |
| 5.4 铁芯托卡马克固定边界平衡计算 |
| 5.4.1 计算方法 |
| 5.4.2 等离子体电流过零时线圈电流计算结果 |
| 5.4.3 等离子体电流翻转时线圈电流计算结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（9）J-TEXT托卡马克偏滤器位形的模拟与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 托卡马克简介 |
| 1.3 限制器与偏滤器 |
| 1.3.1 限制器 |
| 1.3.2 偏滤器 |
| 1.4 托卡马克等离子体的位形重建和控制 |
| 1.4.1 托卡马克等离子体的位形重建 |
| 1.4.2 托卡马克等离子体的位形控制 |
| 1.5 J-TEXT托卡马克与偏滤器位形 |
| 1.6 研究意义与内容安排 |
| 2 托卡马克等离子体边界重建方法综述 |
| 2.1 托卡马克等离子体平衡理论 |
| 2.1.1 Grad-Shafranov方程 |
| 2.1.2 几个物理量 |
| 2.2 托卡马克等离子体的边界重建方法 |
| 2.2.1 平衡重建法 |
| 2.2.2 电流丝法 |
| 2.2.3 环向多极矩展开法 |
| 2.2.4 局部场展开法 |
| 2.2.5 光学重建法 |
| 2.2.6 函数参数化法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 J-TEXT位形重建程序的建立及应用 |
| 3.1 平衡重建程序 |
| 3.1.1 J-TEXT极向场线圈及真空室 |
| 3.1.2 J-TEXT的铁芯模型 |
| 3.1.3 J-TEXT不同位形的平衡重建程序检验 |
| 3.1.4 固定边界平衡计算 |
| 3.2 电流丝边界重建程序 |
| 3.2.1 单电流丝模型 |
| 3.2.2 多电流丝模型 |
| 3.3 J-TEXT偏滤器位形的模拟 |
| 3.3.1 影响偏滤器位形放电的因素 |
| 3.3.2 各因素对偏滤器位形的影响模拟 |
| 3.3.3 偏滤器位形实验指导 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 J-TEXT偏滤器靶板和磁诊断系统的研制 |
| 4.1 偏滤器磁体系统分析 |
| 4.2 高场侧靶板系统研制 |
| 4.3 偏滤器位形运行相关磁诊断系统研制 |
| 4.3.1 位移测量探针 |
| 4.3.2 罗柯线圈阵列 |
| 4.3.3 矩形磁探针阵列 |
| 4.3.4 逆磁测量系统 |
| 4.4 其它相关诊断简介 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 J-TEXT偏滤器位形运行的实现 |
| 5.1 偏滤器位形的实现 |
| 5.2 基于平衡重建程序的等离子体参数分布分析 |
| 5.2.1 结合芯部等离子体参数测量的平衡重建程序研究 |
| 5.2.2 偏滤器位形下等离子体参数分布分析 |
| 5.3 偏滤器位形下的高密度放电 |
| 5.4 偏滤器位形下的ECRH加热实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读博士学位期间所取得的学术成果 |
| 附录 B J-TEXT极向场线圈位置和匝数 |
（10）基于神经网络的东方超环等离子体平衡参数实时评估与预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 能源问题与磁约束核聚变 |
| 1.2 东方超环托卡马克装置介绍 |
| 1.3 等离子体平衡与垂直位移不稳定性 |
| 1.3.1 等离子体平衡 |
| 1.3.2 等离子体垂直位移不稳定性 |
| 1.4 等离子体平衡与垂直位移不稳定性的控制现状 |
| 1.5 本章小结与全文结构 |
| 第2章 神经网络在聚变领域应用 |
| 2.1 神经网络方法的发展 |
| 2.2 神经网络方法基础与使用 |
| 2.3 神经网络在托卡马克装置应用研究现状 |
| 2.3.1 神经网络在托卡马克装置应用发展 |
| 2.3.2 神经网络在等离子体平衡与控制中的可能应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于前馈神经网络的等离子体平衡参数重建 |
| 3.1 TSC数值模拟EAST放电 |
| 3.2 等离子体平衡参数与EAST平衡数据库 |
| 3.3 等离子体平衡参数重建模型训练与测试 |
| 3.4 考虑输入噪音和信号缺失的模型性能优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 EAST等离子体电流中心位置识别 |
| 4.1 TSC模拟与EAST实验数据库建立 |
| 4.2 等离子体电流中心识别模型训练与测试 |
| 4.3 等离子体电流中心识别模型鲁棒性 |
| 4.4 应用NARX神经网络训练预测模型的初步讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 循环神经网络预测等离子体垂直位置研究 |
| 5.1 循环神经网络介绍 |
| 5.2 等离子体垂直位置预测数据库及模型 |
| 5.3 等离子体垂直位置预测模型训练及验证实现 |
| 5.4 面向垂直位置控制的模型GPU加速及优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、HT-7U等离子体位形与电流控制的数值模拟（论文参考文献）
- [1]J-TEXT铁芯托卡马克放电数值模拟研究[D]. 桂腾. 安徽大学, 2021
- [2]KMAX串列磁镜等离子体致稳与低杂波加热机制研究[D]. 朱光辉. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]高能离子对EAST等离子体压强的影响[D]. 郑振. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [4]非接触等离子体放电磁电基本参量研究[D]. 缪鹏程. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]高约束模等离子体台基结构和预测模型研究[D]. 李凯. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]东方超环等离子体垂直位移事件的实时监测、控制与防护研究[D]. 鲍娜娜. 中国科学技术大学, 2020(06)
- [7]EAST装置关键部件运行安全性实时分析算法研究[D]. 潘京. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]聚变堆装置极向场磁体馈电优化研究[D]. 陈远洋. 合肥工业大学, 2020(01)
- [9]J-TEXT托卡马克偏滤器位形的模拟与实现[D]. 朱立志. 华中科技大学, 2020(01)
- [10]基于神经网络的东方超环等离子体平衡参数实时评估与预测研究[D]. 朱子健. 中国科学技术大学, 2020(01)