检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2025年第4期74卷 225-234页

作者：丁肖冠赵开君谢耀禹陈志鹏陈忠勇杨州军高丽丁永华温思宇胡莹欣东华理工大学核科学与工程学院南昌330013 华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室强电磁技术全国重点实验室武汉430074

锯齿振荡引起热脉冲和湍流脉冲可以传播到边缘等离子体中增强边缘剪切流并诱发低约束模到高约束模的转换.在J-TEXT托卡马克上观测了锯齿振荡期间湍流传播和对称性破缺对边缘剪切流的影响.采用快速往复静电探针阵列测量了边缘等离子体湍... 详细信息

锯齿振荡引起热脉冲和湍流脉冲可以传播到边缘等离子体中增强边缘剪切流并诱发低约束模到高约束模的转换.在J-TEXT托卡马克上观测了锯齿振荡期间湍流传播和对称性破缺对边缘剪切流的影响.采用快速往复静电探针阵列测量了边缘等离子体湍流和剪切流等,观测到锯齿崩塌后,芯部的热脉冲和湍流传播至边缘等离子体,且湍流脉冲快于热脉冲.本文发现了锯齿崩塌后在边缘等离子体中引起湍流对称性破缺,湍流传播和对称性破缺可以增强湍流雷诺协强,从而驱动剪切流.这些结果阐明了锯齿崩塌对边缘湍流和剪切流的增强作用过程.

关键词：托卡马克锯齿边缘剪切流雷诺协强

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磁约束聚变相干汤姆逊散射全电磁模型研究

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发电技术 2025年第1期46卷 200-208页

作者：方新宇夏冬辉黄梅张峰丁永华强电磁技术全国重点实验室磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)湖北省武汉市430074 核工业西南物理研究院四川省成都市610041

【目的】相干汤姆逊散射(collective Thomson scattering,CTS)是少数几种可以在聚变装置中心提供快离子动理学特性测量的聚变诊断技术之一。然而目前国内外CTS诊断依赖的物理模型存在着缺乏电磁效应和等离子体介电性质不准确等问题,阻碍... 详细信息

【目的】相干汤姆逊散射(collective Thomson scattering,CTS)是少数几种可以在聚变装置中心提供快离子动理学特性测量的聚变诊断技术之一。然而目前国内外CTS诊断依赖的物理模型存在着缺乏电磁效应和等离子体介电性质不准确等问题,阻碍了CTS诊断理论的发展,因此,亟须开发出一套更加全面的CTS物理模型代码以支撑CTS诊断的发展。【方法】介绍了全电磁模型的建立与推导,分析了全电磁模型与静电模型的共性与差异,基于HL-2A装置研究了不同参数下全电磁模型CTS频谱特性。【结果】全电磁模型在常规诊断上与静电模型的结果吻合较好,此外,全电磁模型在诊断离子-伯恩斯坦波等结构上具有明显优势,利用全电磁模型为HL-2A装置CTS系统优化出了系统参数。【结论】在CTS频谱研究中,全电磁模型具有更完备的功能和巨大的潜力,能够为CTS诊断离子比例等物理量提供强有力的工具;基于国内外更多装置,全电磁模型未来还会具有更广阔的应用前景。

关键词：核聚变磁约束聚变快离子相干汤姆逊散射全电磁模型离子-伯恩斯坦波离子比例

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超声分子束注入对J-TEXT装置等离子体边缘流和湍流的影响

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核技术 2025年第4期48卷 90-98页

作者：谢耀禹赵开君张国书杨州军陈志鹏陈忠勇程钧胡莹欣温思宇丁肖冠任璐璐李佳鑫段龙王璐东华理工大学核科学与工程学院南昌330013 华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室武汉430074 西南交通大学物理科学与技术学院成都610031

超声分子束注入是磁约束聚变装置常用的补充加料手段之一,并对等离子体流和湍流产生重要影响。实验在J-TEXT装置上开展,采用三台阶朗缪尔探针阵列,在欧姆放电氢等离子体中观测了超声分子束注入对边缘流和湍流的影响。结果表明:超声分子... 详细信息

超声分子束注入是磁约束聚变装置常用的补充加料手段之一,并对等离子体流和湍流产生重要影响。实验在J-TEXT装置上开展,采用三台阶朗缪尔探针阵列,在欧姆放电氢等离子体中观测了超声分子束注入对边缘流和湍流的影响。结果表明:超声分子束注入后测地声模带状流、湍流及其驱动的粒子输运分别减小40%~60%、50%~70%及60%~70%,且伴随着离子-离子碰撞频率增大;湍流雷诺协强及湍流对测地声模带状流做功明显减小;密度及温度梯度降低。进一步分析表明,测地声模带状流减弱主要归因于湍流雷诺功的降低和碰撞率的增加;湍流减弱可能是密度、温度梯度降低的结果;湍流驱动的粒子输运减小可能来自径向速度涨落幅度下降。这些研究结果有助于对托卡马克等离子体湍流与输运的理解,并为未来ITER装置的运行提供参考。

关键词：托卡马克超声分子束注入边缘流和湍流朗缪尔探针

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基于遗传算法的磁压缩电源参数设计方法

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强激光与粒子束 2025年第3期37卷 76-86页

作者：叶少华杨勇饶波张明华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室强电磁技术全国重点实验室武汉430074

磁压缩电源主要用于为压缩磁体供电,以形成压缩场反等离子体所需的磁场位形,是磁压缩系统中的重要组成部分。压缩磁体线圈数量众多,线圈之间耦合关系复杂,导致求解形成目标磁场所需的电源参数非常困难,对电源设计带来一定挑战。提出了... 详细信息

磁压缩电源主要用于为压缩磁体供电,以形成压缩场反等离子体所需的磁场位形,是磁压缩系统中的重要组成部分。压缩磁体线圈数量众多,线圈之间耦合关系复杂,导致求解形成目标磁场所需的电源参数非常困难,对电源设计带来一定挑战。提出了一种基于遗传算法的磁压缩电源参数设计方法,以提高参数设计效率。根据磁压缩电源工作电路拓扑及线圈之间的耦合关系,推导了磁压缩电源系统的物理模型。在物理模型的基础上,提出了基于遗传算法的磁压缩电源参数设计方法,并阐明了该方法的基本原理。编写了算法代码并建立了MATLAB仿真模型,在理想情况及实际工程两种设计情况下对HFRC磁压缩系统电源参数进行了优化设计,得到了优化磁场与目标磁场位形基本一致的结果。同时建立了MAXWELL仿真模型对比分析,两种模型的输出结果吻合度很高,验证了该方法在电源设计时的有效性和准确性。

关键词：场反等离子体磁压缩电源电源设计耦合模型遗传算法

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J-TEXT装置上密度对边缘剪切流和湍流的影响

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能源研究与管理 2025年第1期17卷 151-158,172页

作者：温思宇赵开君谢耀禹陈志鹏陈忠勇高丽丁肖冠胡莹欣东华理工大学核科学与工程学院南昌330013 华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室强电磁技术全国重点实验室武汉430074

湍流非线性驱动的剪切流可以通过剪切抑制湍流及其驱动的输运。为研究密度对J-TEXT装置上边缘剪切流和湍流的影响,采用快速往复朗缪尔探针阵列观测了边缘等离子体参数,利用两点法和联合概率密度函数等方法,详细分析了不同弦积分密度下... 详细信息

湍流非线性驱动的剪切流可以通过剪切抑制湍流及其驱动的输运。为研究密度对J-TEXT装置上边缘剪切流和湍流的影响,采用快速往复朗缪尔探针阵列观测了边缘等离子体参数,利用两点法和联合概率密度函数等方法,详细分析了不同弦积分密度下剪切层附近的湍流特征。结果表明:随着等离子体密度的增加,边缘电子温度降低,在Δr=-0.25 cm附近的E_(r)×B剪切减弱,湍流极向和径向波数谱的峰值增大,并且峰值径向波数由0.8 cm^(-1)变为1.6 cm^(-1);在剪切层附近,增加等离子体密度可以减弱残余协强和边缘剪切流,以及增强湍流传播;较低密度时,剪切流引起的湍流对称性破缺可以增强残余协强,进而驱动剪切流。研究结果对于理解托卡马克等离子体中的湍流输运和改进约束有所帮助。

关键词：剪切流朗缪尔探针残余协强湍流传播

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屏蔽层对双差模线缆回路电磁串扰的影响

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强激光与粒子束 2025年第3期37卷 110-119页

作者：彭宁杨勇张明饶波张正卿华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室强电磁技术全国重点实验室武汉430074 武汉第二船舶设计研究所武汉430205

屏蔽层在抑制电磁干扰应用中被广泛使用,但目前少有研究聚焦于屏蔽层对独立的功率回路与信号回路构成的双差模回路间电磁串扰的影响。提出了一种基于多导体传输线理论的双差模带屏蔽线缆回路间的串扰分析模型。该方法首先建立了多导体... 详细信息

屏蔽层在抑制电磁干扰应用中被广泛使用,但目前少有研究聚焦于屏蔽层对独立的功率回路与信号回路构成的双差模回路间电磁串扰的影响。提出了一种基于多导体传输线理论的双差模带屏蔽线缆回路间的串扰分析模型。该方法首先建立了多导体系统单位长度等效电路模型,然后利用有限差分的思想并依据基尔霍夫电压定律和电流定律列写出系统的传输线方程组,最后求解得到串扰结果。将计算结果与CST软件仿真结果进行对比,验证了该模型和计算方法的可行性与有效性。对感性耦合和容性耦合进行单独计算,研究了屏蔽层对线缆间串扰的影响,得到了抑制串扰的方法,可为实际应用中电缆选型以及屏蔽层接地方式的选择提供指导。

关键词：多导体系统传输线理论双差模回路屏蔽层电磁串扰

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钨杂质辐射对托卡马克等离子体大破裂快速热猝灭阶段热能损失过程的影响

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物理学报 2024年第18期73卷 220-229页

作者：张启凡乐文成张羽昊葛忠昕邝志强萧声扬王璐华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁技术全国重点实验室磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室武汉430074

基于PLT,EAST,WEST,ASDEX-Upgrade,JET等托卡马克装置开展的研究表明重杂质易产生聚芯现象,这会导致等离子体约束性能降低甚至引发等离子体大破裂事件.大破裂期间等离子体热能损失主要发生在快速热猝灭(thermal quench,TQ)阶段,但目前... 详细信息

基于PLT,EAST,WEST,ASDEX-Upgrade,JET等托卡马克装置开展的研究表明重杂质易产生聚芯现象,这会导致等离子体约束性能降低甚至引发等离子体大破裂事件.大破裂期间等离子体热能损失主要发生在快速热猝灭(thermal quench,TQ)阶段,但目前对于这一阶段的时间尺度定标关系并没有较为全面的物理解释.国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)将采用全钨壁材料,而钨作为高Z杂质,其较强的辐射能力将会对TQ过程的热能损失产生影响.为研究钨杂质对快速TQ时间尺度的影响,本工作通过同时考虑随机磁场导致的热扩散以及钨杂质辐射引起的热损失机制,建立了托卡马克等离子体电子温度演化的一维模型,并在典型类ITER参数下对该阶段的电子温度演化进行数值计算和分析.主要结论为:1)快速TQ时间尺度的量级由热扩散水平决定,但钨杂质辐射可以定量上影响TQ时间尺度和TQ后期电子温度,钨浓度越高TQ时间尺度越短、后期电子温度越低,且数值与解析结果分析都表明该时间尺度与钨杂质浓度近似呈线性关系;2)快速TQ阶段前期,通过钨杂质辐射损失的能量远小于通过随机磁场引起热扩散损失的能量,但在TQ后期,钨杂质辐射功率量级可以接近甚至超过热扩散功率,这也是导致TQ后期电子温度随钨浓度增大而降低的原因.因此,钨杂质辐射在TQ后期对热能损失的贡献不可忽略.

关键词：托卡马克大破裂热猝灭钨杂质辐射电子温度演化热能损失

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中性束注入系统加速极电源高压部件设计

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强激光与粒子束 2024年第2期36卷 77-85页

作者：张鸿淇李志恒马少翔张明华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室武汉430074

基于负离子的中性束注入是未来大型托卡马克装置不可或缺的辅助加热方式。中性束系统中的加速极电源需要输出-200 kV电压和5 MW的功率,还经常面临负载短路和断路的特殊工况。过去对加速极电源的研究中缺少高压部分的方案设计,而电源中... 详细信息

基于负离子的中性束注入是未来大型托卡马克装置不可或缺的辅助加热方式。中性束系统中的加速极电源需要输出-200 kV电压和5 MW的功率,还经常面临负载短路和断路的特殊工况。过去对加速极电源的研究中缺少高压部分的方案设计,而电源中高压部件的绝缘设计是电源研制过程中必不可少的关键环节。据电源指标和特殊工况的特点,计算了电源高压部分的隔离升压变压器、高压整流器和高压滤波器的电路参数,并对这些部件基于油浸式绝缘进行了工程设计,通过有限元仿真分析进行了绝缘验证。仿真结果表明,这些部件中的电场强度最高为16.22 kV/mm,小于变压器油击穿场强并具有2倍的绝缘裕度。设计的高压部件结构可以满足电源的绝缘要求。

关键词：中性束注入加速极电源高电压有限元仿真绝缘验证

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离子风的应用研究进展

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电工技术学报 2021年第13期36卷 2749-2766页

作者：张明李丁晨李传李家玮杨勇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室武汉430074

离子风又称“电流体(EHD)”,是气体放电产生的高能电子推动中性粒子运动,从而在宏观上表现为流体的一种现象。由于离子风具有低噪声、低功耗、响应速度快和无机械运动部件等优点,在过去的数十年中,离子风的研究和应用取得了很大发展。... 详细信息

离子风又称“电流体(EHD)”,是气体放电产生的高能电子推动中性粒子运动,从而在宏观上表现为流体的一种现象。由于离子风具有低噪声、低功耗、响应速度快和无机械运动部件等优点,在过去的数十年中,离子风的研究和应用取得了很大发展。该文主要从实际应用和激励器结构改进两个方面,总结和分析近年来离子风的研究结果。离子风的实际应用主要集中在食品干燥、温度控制、推进、助燃、空气净化等诸多领域,并对各领域存在的问题提出了解决方案。离子风激励器结构的改进主要解决了离子风在以上应用领域所存在的放电副产物、离子风强度低、带电粒子的影响、占用空间大和电极腐蚀等问题。最后,对离子风的未来研究做出了展望,为离子风的研究提供了思路。

关键词：离子风电晕放电介质阻挡放电应用现状结构改进

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氢闸流管工作特性研究

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强激光与粒子束 2024年第5期36卷 75-79页

作者：赵言昊饶波杨勇俞豪俊张明华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际联合实验室武汉430074

实验研究了氢闸流管的工作特性以及均压处理的优化效果。实验发现加热电压对氢闸流管的工作特性影响较大,在不出现自放电的前提下,使用更高的加热电压能够获得更好的导通性能。触发脉冲的差异以及不同的阳极电压对氢闸流管的导通性能基... 详细信息

实验研究了氢闸流管的工作特性以及均压处理的优化效果。实验发现加热电压对氢闸流管的工作特性影响较大,在不出现自放电的前提下,使用更高的加热电压能够获得更好的导通性能。触发脉冲的差异以及不同的阳极电压对氢闸流管的导通性能基本无影响。采用电阻对氢闸流管进行均压,能够使其电压分布更加均匀,并且对自放电现象有一些改善。该研究为氢闸流管的使用提供了参考。

关键词：氢闸流管自放电均压处理加热电压

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