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快波模式转换效率的理论分析和数值模拟

卢凌峰 张新军 赵燕平 秦成明

快波模式转换效率的理论分析和数值模拟

卢凌峰, 张新军, 赵燕平, 秦成明
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  • 利用相位积分法, 在传统的布登模型基础上, 考虑了高场侧截止层的影响, 构建了三体模型, 求出了快波通过单一衰减层的传输系数、反射系数和模式转换系数. 在双离子情况下, 模拟的结果与Kazakov等人的结果相符合. 针对EAST实验, 将双离子模型推广至三离子模型, 分析了不同相位、少子浓度、频率和纵场强度对快波模式转换效率的影响, 为未来离子回旋加热实验提供参考.
    • 基金项目: 国家磁约束核聚变能研究专项(批准号: 2010GB110000)、国家自然科学基金 (批准号: 11105179, 11075182)和中国科学院知识创新工程重要方向性项目(批准号: Y05FCQ1126)资助的课题.
    [1]

    Shi B R 1999 Magnetic Confinement Fusion Principles and Practice (1st Edn.) (Beijing: Atomic Energy Press) p198 (in Chinese) [石秉仁 1999 磁约束聚变原理与实践 1 st (北京: 原子能出版社) p198]

    [2]

    Perkins F W 1977 Nucl. Fusion 17 1197

    [3]

    Shen X M, Wang Z S, Shao Y G, Xue D Y, Ding J Y, Xu D Z, Wu C Z, Deng X, Wang J, Wang Y M, Li Y Y, HT-6M team 1995 Acta Phys. Sin. 44 1442 (in Chinese) [沈学民, 王兆申, 邵玉贵, 薛迪冶, 丁家义, 许德政, 吴从中, 邓旭, 王坚, 汪亚明, 李有宜, HT-6M实验小组 1995 物理学报 44 1442]

    [4]

    Lin Y, Wukitch S J, Bonoli P T, Marmar E, Mossessian D, Nelson-Melby E, Phillips P, Porkolab M, Schilling G, Wolfe S, Wright J 2003 Plasma Phys. Control. Fusion 45 1013

    [5]

    Majeski R, Rogers J H, Batha S H, Budny R, Fredrickson E, Grek B, Hill K, Hosea J C, LeBlanc B, Levinton F, Murakami M, Phillips C K, Ramsey A T, Schilling G, Taylor G, Wilson J R, Zarnstorff M C 1996 Phys. Rev. Lett. 76 764

    [6]

    Lin Y, Rice J E, Wukitch S J, Reinke M L, Greenwald M J, Hubbard A E, Marmar E S, Podpaly Y, Porkolab M, Tsujii N, the Alcator C-Mod team 2011 Nucl. Fusion 51 063002

    [7]

    Li X L, Wan B N, Zhong G Q, Hu L Q, Lin S Y, Zhang X J, Zang Q 2011 Chin. Phys. Lett. 28 105202

    [8]

    Stix T H 1992 Waves in Plasmas (1st Edn.) (New York: American Institute of Physics) p348

    [9]

    Fuchs V, Ram A K, Schultz S D, Bers A, Lashmore-Davies C N 1995 Phys. Plasmas 2 1637

    [10]

    Kazakov Ye O, Pavlenko I V, Weyssow B, Girka I O 2008 Ukr. J. Phys. 53 442

    [11]

    Kazakov Ye O, Pavlenko I V, Eester D Van, Weyssow B, Girka I O 2010 Plasma Phys. Control. Fusion 52 115006

    [12]

    Swanson D G 2003 Plasma Waves (2nd Edn.) (London: The institute of Physics) p5

    [13]

    Heading J 1962 An Introduction to Phase Integral Methods (London: methuen) p40

    [14]

    Abramowitz M, Stegun I A 1972 Handbook of Mathematical Functions (9th Edn.) (New York: Dover) p256

    [15]

    Chiu S C, Mayberry M J, Bard W D 1990 Nucl. Fusion 30 2551

    [16]

    Qin C M, Zhang X J, Zhao Y P 2012 24th IAEA Fusion Energy Conference San Diego, October 8-13, 2012 EX/P6-25

  • [1]

    Shi B R 1999 Magnetic Confinement Fusion Principles and Practice (1st Edn.) (Beijing: Atomic Energy Press) p198 (in Chinese) [石秉仁 1999 磁约束聚变原理与实践 1 st (北京: 原子能出版社) p198]

    [2]

    Perkins F W 1977 Nucl. Fusion 17 1197

    [3]

    Shen X M, Wang Z S, Shao Y G, Xue D Y, Ding J Y, Xu D Z, Wu C Z, Deng X, Wang J, Wang Y M, Li Y Y, HT-6M team 1995 Acta Phys. Sin. 44 1442 (in Chinese) [沈学民, 王兆申, 邵玉贵, 薛迪冶, 丁家义, 许德政, 吴从中, 邓旭, 王坚, 汪亚明, 李有宜, HT-6M实验小组 1995 物理学报 44 1442]

    [4]

    Lin Y, Wukitch S J, Bonoli P T, Marmar E, Mossessian D, Nelson-Melby E, Phillips P, Porkolab M, Schilling G, Wolfe S, Wright J 2003 Plasma Phys. Control. Fusion 45 1013

    [5]

    Majeski R, Rogers J H, Batha S H, Budny R, Fredrickson E, Grek B, Hill K, Hosea J C, LeBlanc B, Levinton F, Murakami M, Phillips C K, Ramsey A T, Schilling G, Taylor G, Wilson J R, Zarnstorff M C 1996 Phys. Rev. Lett. 76 764

    [6]

    Lin Y, Rice J E, Wukitch S J, Reinke M L, Greenwald M J, Hubbard A E, Marmar E S, Podpaly Y, Porkolab M, Tsujii N, the Alcator C-Mod team 2011 Nucl. Fusion 51 063002

    [7]

    Li X L, Wan B N, Zhong G Q, Hu L Q, Lin S Y, Zhang X J, Zang Q 2011 Chin. Phys. Lett. 28 105202

    [8]

    Stix T H 1992 Waves in Plasmas (1st Edn.) (New York: American Institute of Physics) p348

    [9]

    Fuchs V, Ram A K, Schultz S D, Bers A, Lashmore-Davies C N 1995 Phys. Plasmas 2 1637

    [10]

    Kazakov Ye O, Pavlenko I V, Weyssow B, Girka I O 2008 Ukr. J. Phys. 53 442

    [11]

    Kazakov Ye O, Pavlenko I V, Eester D Van, Weyssow B, Girka I O 2010 Plasma Phys. Control. Fusion 52 115006

    [12]

    Swanson D G 2003 Plasma Waves (2nd Edn.) (London: The institute of Physics) p5

    [13]

    Heading J 1962 An Introduction to Phase Integral Methods (London: methuen) p40

    [14]

    Abramowitz M, Stegun I A 1972 Handbook of Mathematical Functions (9th Edn.) (New York: Dover) p256

    [15]

    Chiu S C, Mayberry M J, Bard W D 1990 Nucl. Fusion 30 2551

    [16]

    Qin C M, Zhang X J, Zhao Y P 2012 24th IAEA Fusion Energy Conference San Diego, October 8-13, 2012 EX/P6-25

  • [1] 廖天军, 吕贻祥. 热光伏能量转换器件的热力学极限与优化性能预测. 物理学报, 2020, 69(5): 057202. doi: 10.7498/aps.69.20191835
    [2] 陈亚博, 杨晓阔, 危波, 吴瞳, 刘嘉豪, 张明亮, 崔焕卿, 董丹娜, 蔡理. 非对称条形纳磁体的铁磁共振频率和自旋波模式. 物理学报, 2020, 69(5): 057501. doi: 10.7498/aps.69.20191622
    [3] 赵超樱, 范钰婷, 孟义朝, 郭奇志, 谭维翰. 圆柱型光纤螺线圈轨道角动量模式. 物理学报, 2020, 69(5): 054207. doi: 10.7498/aps.69.20190997
    [4] 潘军廷, 张宏. 极化电场对可激发介质中螺旋波的控制. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191934
    [5] 吴雨明, 丁霄, 王任, 王秉中. 基于等效介质原理的宽角超材料吸波体的理论分析. 物理学报, 2020, 69(5): 054202. doi: 10.7498/aps.69.20191732
    [6] 王晓雷, 赵洁惠, 李淼, 姜光科, 胡晓雪, 张楠, 翟宏琛, 刘伟伟. 基于人工表面等离激元的厚度渐变镀银条带探针实现太赫兹波的紧聚焦和场增强. 物理学报, 2020, 69(5): 054201. doi: 10.7498/aps.69.20191531
    [7] 周瑜, 操礼阳, 马晓萍, 邓丽丽, 辛煜. 脉冲射频容性耦合氩等离子体的发射探针诊断. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191864
    [8] 杨进, 陈俊, 王福地, 李颖颖, 吕波, 向东, 尹相辉, 张洪明, 符佳, 刘海庆, 臧庆, 储宇奇, 刘建文, 王勋禺, 宾斌, 何梁, 万顺宽, 龚学余, 叶民友. 东方超环上低杂波驱动等离子体环向旋转实验研究. 物理学报, 2020, 69(5): 055201. doi: 10.7498/aps.69.20191716
    [9] 罗菊, 韩敬华. 激光等离子体去除微纳颗粒的热力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191933
    [10] 刘家合, 鲁佳哲, 雷俊杰, 高勋, 林景全. 气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 057401. doi: 10.7498/aps.69.20191540
    [11] 尹玉明, 赵伶玲. 离子浓度及表面结构对岩石孔隙内水流动特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 054701. doi: 10.7498/aps.69.20191742
    [12] 刘丽, 刘杰, 曾健, 翟鹏飞, 张胜霞, 徐丽君, 胡培培, 李宗臻, 艾文思. 快重离子辐照对YBa2Cu3O7-δ薄膜微观结构及载流特性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191914
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-05-08
  • 修回日期:  2012-10-28
  • 刊出日期:  2013-04-05

快波模式转换效率的理论分析和数值模拟

  • 1. 中国科学院等离子体物理研究所, 合肥 230031
    基金项目: 

    国家磁约束核聚变能研究专项(批准号: 2010GB110000)、国家自然科学基金 (批准号: 11105179, 11075182)和中国科学院知识创新工程重要方向性项目(批准号: Y05FCQ1126)资助的课题.

摘要: 利用相位积分法, 在传统的布登模型基础上, 考虑了高场侧截止层的影响, 构建了三体模型, 求出了快波通过单一衰减层的传输系数、反射系数和模式转换系数. 在双离子情况下, 模拟的结果与Kazakov等人的结果相符合. 针对EAST实验, 将双离子模型推广至三离子模型, 分析了不同相位、少子浓度、频率和纵场强度对快波模式转换效率的影响, 为未来离子回旋加热实验提供参考.

English Abstract

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