反剪切剖面下的非共振鱼骨模不稳定性混合模拟

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作者 徐敬坤 任珍珍 汪卫华 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期85-91,共7页

利用磁流体动理学混合模拟程序M3D-K对具有反剪切剖面下的非共振鱼骨模不稳定性进行了线性模拟。在类EAST参数下,当安全因子最小值略大于1时,捕获高能量粒子可以激发非共振鱼骨模不稳定性。详细分析了高能量粒子比压的份额βhot/βtota... 利用磁流体动理学混合模拟程序M3D-K对具有反剪切剖面下的非共振鱼骨模不稳定性进行了线性模拟。在类EAST参数下,当安全因子最小值略大于1时,捕获高能量粒子可以激发非共振鱼骨模不稳定性。详细分析了高能量粒子比压的份额βhot/βtotal、中心螺旋角、注入能量、安全因子最小值qmin及其径向位置等参数对鱼骨模的影响。当螺旋角约为0.7时,模结构表现出双模扭曲特征。当qmin大于1.08时,不稳定性从鱼骨模向β诱导的比压阿尔芬本征模转移。从螺旋角为0.7的傅里叶分析和螺旋角为0.8的绝热系数扫描结果可以看出,非共振鱼骨模和β诱导的比压阿尔芬本征模可以同时存在,模频率与安全因子剖面向右移动的关系与理论分析一致。 展开更多

关键词 鱼骨模不稳定性 反剪切剖面 捕获高能量粒子 比压阿尔芬本征模

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激光惯性约束聚变中光学汤姆逊散射研究进展 被引量：5

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作者 李志超 赵航 +30 位作者 龚韬 李欣 杨冬 蒋小华 郑坚 刘永刚 刘耀远 陈朝鑫 李三伟 李琦 潘凯强 郭亮 理玉龙 徐涛 彭晓世 吴畅书 张桦森 郝亮 蓝可 陈耀桦 郑春阳 古培俊 王峰 蔡洪波 郑无敌 邹士阳 杨家敏 江少恩 张保汉 朱少平 丁永坤 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期52-65,共14页

当前,激光惯性约束聚变在越来越接近点火的极端能量密度条件下,实验与模拟的偏离逐渐增大,一个关键原因是缺乏对黑腔等离子体状态及其影响黑腔能量学和内爆对称性的细致研究和判断。光学汤姆逊散射主动式、诊断精确、参数完备的优点,使... 当前,激光惯性约束聚变在越来越接近点火的极端能量密度条件下,实验与模拟的偏离逐渐增大,一个关键原因是缺乏对黑腔等离子体状态及其影响黑腔能量学和内爆对称性的细致研究和判断。光学汤姆逊散射主动式、诊断精确、参数完备的优点,使之成为激光惯性约束聚变黑腔等离子体状态参数精密诊断的标准方法。中国面向激光惯性约束聚变研究的光学汤姆逊散射实验技术的发展与神光系列激光装置的建设和在其上开展的物理实验紧密相关。近年来,四倍频汤姆逊散射实验技术在神光III原型和100 kJ激光装置上相继建立,部分实验结果不仅加深了对激光惯性约束聚变靶物理的认识,还反映了实验条件对汤姆逊散射诊断的影响,促进了实验技术的精密化发展。在未来,还需要进一步发展多支路汤姆逊散射、五倍频汤姆逊散射和超热相干汤姆逊散射等新技术,面向点火黑腔条件,大幅提升激光等离子体状态参数的诊断精度,开展新物理机制的探索和研究,在激光惯性约束聚变和其他高能量密度物理科学领域发挥更重要的作用。 展开更多

关键词 激光惯性约束聚变 光学汤姆逊散射 等离子体状态参数 激光等离子体不稳定性

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DⅢ-D高性能运行参数下的离散阿尔芬本征模 被引量：10

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作者 王一如 胡双辉 +1 位作者 姚龙宝 陈淑平 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期140-147,共8页

采用本征模式的数值打靶方法研究了离散阿尔芬本征模在DⅢ-D高性能运行条件下的物理特性,包括负磁剪切位形、高性能加热、正反中性束注入、内部输运垒以及高自举电流和甚高约束运行状态对这种阿尔芬模式的影响。在DⅢ-D托卡马克装置负... 采用本征模式的数值打靶方法研究了离散阿尔芬本征模在DⅢ-D高性能运行条件下的物理特性,包括负磁剪切位形、高性能加热、正反中性束注入、内部输运垒以及高自举电流和甚高约束运行状态对这种阿尔芬模式的影响。在DⅢ-D托卡马克装置负磁剪切位形及先进运行状态实验参数下这些离散阿尔芬本征模存在于宽的径向区域,且具有广泛的本征频谱;高性能加热、同向中性束注入以及内部输运垒的存在有利于产生多个较深的气球模驱动势阱,由之得以很好地形成这种阿尔芬束缚态本征模;在高自举电流和甚高约束运行条件下这些离散阿尔芬本征模束缚态能够在更广的径向区域存在,且可具有较高的本征频率。另外,参照DⅢ-D装置放电实验数据的时间演变情况,这些离散阿尔芬本征模能在很宽的运行参数范围内出现,使之成为该类大型托卡马克实验中可能广泛存在的潜在不稳定性。 展开更多

关键词 阿尔芬波 托卡马克 MHD不稳定性

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高精度有限差分法模拟Kelvin-Helmholtz不稳定性 被引量：2

4

作者 王立锋 叶文华 +1 位作者 范征锋 李英骏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期381-385,共5页

WENO有限差分格式有较高的分辨精度,适合复杂流场的计算,在国际上被广泛采用。本文利用WENO有限差分格式求解2维守恒型欧拉方程,实现了对无粘流体中Kelvin-Helmholtz不稳定性的数值模拟。速度剪切方向采用周期边界条件;扰动增长方向采... WENO有限差分格式有较高的分辨精度,适合复杂流场的计算,在国际上被广泛采用。本文利用WENO有限差分格式求解2维守恒型欧拉方程,实现了对无粘流体中Kelvin-Helmholtz不稳定性的数值模拟。速度剪切方向采用周期边界条件;扰动增长方向采用嵌边出流边界条件,一个不稳定波长分布64个网格。数值模拟给出的扰动幅值线性增长率与线性稳定性分析给出的结果很好符合,显示了该格式的有效性和精度。数值模拟给出了清晰的密度等值线,表明该方法还具有较好的界面变形捕捉能力。 展开更多

关键词 KELVIN-HELMHOLTZ不稳定性 高精度有限差分法 WENO格式 欧拉方程

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强激光斜入射半腔靶能量注入率测量 被引量：1

5

作者 郑志坚 陈家斌 +7 位作者 丁永坤 刘慎业 腾浩 杨存榜 张海鹰 唐道源 袁晓东 赵春茁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期43-47,共5页

在星光 单束激光条件下 ,用热释电能量卡计和 scientech3 78能量卡计测量了 1 .0 53 μm激光 4 5°斜入射半腔靶及孔靶激光能量注入率 ,并估计了斜入射条件下的等离子体堵口速度。实验结果表明 :相同参数条件下半腔靶与孔靶相比 ,... 在星光 单束激光条件下 ,用热释电能量卡计和 scientech3 78能量卡计测量了 1 .0 53 μm激光 4 5°斜入射半腔靶及孔靶激光能量注入率 ,并估计了斜入射条件下的等离子体堵口速度。实验结果表明 :相同参数条件下半腔靶与孔靶相比 ,激光能量注入率减少约 1 0 %。 展开更多

关键词 斜入射 半腔靶 能量注入率 等离子体 强激光

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模与模之间的相互作用对电阻壁模稳定性的影响 被引量：1

6

作者 陈龙溪 吴斌 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期102-106,共5页

研究了模与模之间的相互作用对电阻壁模(RWM)稳定性的影响。当存在多个模的相互作用时,最不稳定的(3,1)模的线性增长率有所下降。经过线性演化后,因磁力线在壁上的挤压,电阻壁模进入非线性饱和状态。与单个模的演化相比,多个模存在时,(3... 研究了模与模之间的相互作用对电阻壁模(RWM)稳定性的影响。当存在多个模的相互作用时,最不稳定的(3,1)模的线性增长率有所下降。经过线性演化后,因磁力线在壁上的挤压,电阻壁模进入非线性饱和状态。与单个模的演化相比,多个模存在时,(3,1)模的饱和度会下降,(5,2)模的磁能会有相应的增长,而(2,1)模磁能饱和度变化不大。 展开更多

关键词 电阻壁模 相互作用 非线性演化 饱和

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轴向相对论非中性冷等离子体流的色散关系及其稳定性 被引量：1

7

作者 刘祖黎 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1994年第3期25-31,共7页

本文得到了具有轴向相对论速度的磁约束非中性冷等离子体的静电波的色散关系。讨论了两种不同旋转角速度电子流的静电波的不稳定性。研究表明，为了保持约束平衡，旋转电子流的轴向速度不能超过临界值。当轴向速度等于临界值时，两个电... 本文得到了具有轴向相对论速度的磁约束非中性冷等离子体的静电波的色散关系。讨论了两种不同旋转角速度电子流的静电波的不稳定性。研究表明，为了保持约束平衡，旋转电子流的轴向速度不能超过临界值。当轴向速度等于临界值时，两个电子流旋转速度相等，电子静电波是稳定的。当轴向速度小于临界值，且ｌ≥３时，不同旋转速度电子流静电波出现不稳定性。本文还计算了不稳定性临界参量。 展开更多

关键词 非中性 等离子体 色散 稳定性

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强耦合尘埃等离子体中正电扰动下的尘埃声激波

8

作者 陈辉 钟青林 刘三秋 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期315-321,共7页

研究了强耦合尘埃等离子体的尘埃声波的线性色散关系和尘埃声孤波的非线性传播。考虑一个包含电子、离子、正电扰动尘埃颗粒的完全电离的三成分模型等离子体。假定其电子、离子数密度服从玻尔兹曼分布,而大质量的尘埃成分用一组经典流... 研究了强耦合尘埃等离子体的尘埃声波的线性色散关系和尘埃声孤波的非线性传播。考虑一个包含电子、离子、正电扰动尘埃颗粒的完全电离的三成分模型等离子体。假定其电子、离子数密度服从玻尔兹曼分布,而大质量的尘埃成分用一组经典流体方程描述,对系统方程进行线性化,得到了尘埃声波的线性色散关系,发现离子的集中参数对色散关系的影响很大。用约化摄动法对系统方程进行展开,得到了描述小振幅孤波的伯格斯方程。基于伯格斯方程研究了尘埃声孤波的基本特性,发现尘埃颗粒的强耦合效应对尘埃声孤波有很大的修正作用。该研究结果有助于理解尘埃空间等离子体中局域波的一些特性。 展开更多

关键词 尘埃声激波 正电扰动 耦合尘埃等离子体

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静电波对漂移不稳定性的抑制作用

9

作者 印永祥 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1990年第3期137-144,共8页

振幅足够大的静电波在等离子体中可使带电粒子的运动轨道发生改变。利用Vlasov方程和Poisson方程在改变轨道上考察漂移波扰动,得到了色散关系。求解色散关系所得的结果表明,在一定条件下,静电波可抑制不稳定的漂移波。

关键词 静电波 漂移波 稳定性 抑制作用

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导体壳对电阻磁流体不稳定性的影响

10

作者 高庆弟 于亭焱 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1990年第3期129-136,共8页

结合HL-1装置的条件,采用撕裂模的准线性理论,研究了托克马克中导体壁对m=2/n=1扰动模的稳定作用。着重研究了导体壁位置,等离子体电流分布,等离子体位形对这种稳定效应的影响。结果表明,共振面的位置与壁的稳定作用有密切关系,存q_a接... 结合HL-1装置的条件,采用撕裂模的准线性理论,研究了托克马克中导体壁对m=2/n=1扰动模的稳定作用。着重研究了导体壁位置,等离子体电流分布,等离子体位形对这种稳定效应的影响。结果表明,共振面的位置与壁的稳定作用有密切关系,存q_a接近于2的位形中,m=2的撕裂模扰动可以被靠近等离子体的导体壁完全抑制。导体壁的稳定效应与等离子体电流分布相联系,在一些现实的电流分布中,只要适当地压低等离子体边界区的电流密度,壁的稳定效应会更加显现出来。 展开更多

关键词 导体壳 电阻 磁流体 稳定性

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神光Ⅲ原型受激拉曼与受激布里渊散射份额测量 被引量：11

11

作者 李志超 张小丁 +7 位作者 杨冬 郑坚 刘慎业 丁永坤 李三伟 蒋小华 王哲斌 章欢 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1891-1895,共5页

激光注入率测量是黑腔耦合效率测量至关重要的一个环节,主要通过散射光测量来实现。在神光Ⅲ原型激光装置上进行的黑腔物理实验中,利用PIN探头阵列进行了散射光角分布测量。通过拟合分析,发现原型装置上激光等离子体非线性相互作用较神... 激光注入率测量是黑腔耦合效率测量至关重要的一个环节,主要通过散射光测量来实现。在神光Ⅲ原型激光装置上进行的黑腔物理实验中,利用PIN探头阵列进行了散射光角分布测量。通过拟合分析,发现原型装置上激光等离子体非线性相互作用较神光Ⅱ装置要强,其中受激拉曼份额在10%量级,受激布里渊散射在20%量级。将由此评估的激光靶耦合效率代入辐射温度定标率公式中,得出的辐射温度值与实验中Dante测量值符合较好,说明对参量过程份额的评估具有一定可靠性。 展开更多

关键词 激光等离子体 受激布里渊散射 受激拉曼散射 能量耦合效率

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351nm激光入射大腔靶的受激Raman散射光谱 被引量：10

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作者 王哲斌 郑坚 +10 位作者 蒋小华 刘慎业 李文洪 刘万东 俞昌旋 刘永刚 张海鹰 谭晓青 彭晓世 丁永坤 郑志坚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期45-49,共5页

　报道了"神光 Ⅱ"装置上Au大柱腔靶产生的受激Raman散射光谱。通过分析实验条件和测量结果,排除了散射光谱来自增强非相干Thomson散射的可能性,发现用丝化不稳定性与受激Raman散射的耦合能合理解释观测到的Raman光谱。考虑... 　报道了"神光 Ⅱ"装置上Au大柱腔靶产生的受激Raman散射光谱。通过分析实验条件和测量结果,排除了散射光谱来自增强非相干Thomson散射的可能性,发现用丝化不稳定性与受激Raman散射的耦合能合理解释观测到的Raman光谱。考虑到丝化不稳定性与SRS的耦合,测量到的散射光谱依然能用于密度诊断,其结果与对流SRS理论的计算值相差不到10%。 展开更多

关键词 受激Raman散射 丝化不稳定性 朗道阻尼 增强非相干Thomson散射

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周期性驱动电流对双撕裂模不稳定性的影响

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作者 杨振 路兴强 龚学余 《南华大学学报（自然科学版）》 2015年第2期6-9,共4页

在Hall MHD方程组中引入外部驱动电流项,数值模拟驱动电流对双撕裂模不稳定性发展的影响.研究结果表明,外部驱动电流在撕裂模磁岛的x点要比在O点抑制效果好;在x点加入反向外部驱动电流对撕裂模的发展有抑制作用,周期性的外部驱动电流对... 在Hall MHD方程组中引入外部驱动电流项,数值模拟驱动电流对双撕裂模不稳定性发展的影响.研究结果表明,外部驱动电流在撕裂模磁岛的x点要比在O点抑制效果好;在x点加入反向外部驱动电流对撕裂模的发展有抑制作用,周期性的外部驱动电流对双撕裂模不稳定性的抑制效果较好,在相同的模拟参数下,周期性的外部驱动电流加入越早对撕裂模的抑制效果越好. 展开更多

关键词 撕裂模 驱动电流 MHD

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EAST上由垂直不稳定性引发破裂的分析与预测 被引量：4

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作者 谭胜均 张洋 +4 位作者 叶民友 张晓东 刘磊 罗正平 龚先祖 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期104-111,共8页

从EAST 装置2016 年的放电实验中,选取了119 次等离子体破裂放电数据,分析诱发等离子体破裂的原因,发现约60%的破裂是由垂直不稳定性直接引起的,其破裂后将会产生更大的晕电流,从而产生更大的电磁应力损坏装置。对由垂直不稳定性引起的... 从EAST 装置2016 年的放电实验中,选取了119 次等离子体破裂放电数据,分析诱发等离子体破裂的原因,发现约60%的破裂是由垂直不稳定性直接引起的,其破裂后将会产生更大的晕电流,从而产生更大的电磁应力损坏装置。对由垂直不稳定性引起的破裂(简称为VID)(72 次放电)进行了研究,建立了分别基于单变量(垂直位移)和两维变量(垂直位移、垂直位移增长率)的预测模型用于对VID 破裂的预测。离线测试表明,基于两维变量的预测模型可以在破裂发生前20ms 给出破裂预警信号,预测成功率达93%。 展开更多

关键词 破裂 垂直不稳定性 物理事件 破裂预测

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受激散射过程理论模型的发展与应用 被引量：2

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作者 龚韬 郝亮 +17 位作者 李志超 刘占军 杨冬 郑坚 刘耀远 李三伟 蒋小华 郭亮 李琦 潘凯强 李欣 蔡洪波 郑春阳 王峰 杨家敏 江少恩 张保汉 丁永坤 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期125-136,共12页

在激光间接驱动的惯性约束聚变(ICF)中,高强度激光与低密度等离子体发生相互作用,会激发两种受激散射过程:受激布里渊散射和受激拉曼散射。它们会损失激光能量、破坏辐射场对称性、产生超热电子,从而危害聚变点火过程。因此,理解受激散... 在激光间接驱动的惯性约束聚变(ICF)中,高强度激光与低密度等离子体发生相互作用,会激发两种受激散射过程:受激布里渊散射和受激拉曼散射。它们会损失激光能量、破坏辐射场对称性、产生超热电子,从而危害聚变点火过程。因此,理解受激散射的物理过程并找到抑制其发展的有效方法,是ICF研究中重点关注的问题。介绍了中国激光聚变研究团队为研究受激散射过程而发展的多个理论模型,以及这些模型在实验数据分析中的具体应用。这些理论模型与实验研究一起,为提升受激散射过程的物理理解发挥了重要作用。 展开更多

关键词 激光聚变 受激布里渊散射 受激拉曼散射 理论模型

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气体放电等离子体中的三稳现象及其唯象理论 被引量：2

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作者 王海达 蒋勇 俞昌旋 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1989年第2期73-77,106,共6页

本文简述氩气放电等离子体中三稳现象的实验结果。并用突变理论唯象地解释了其中出现的突变和滞后效应。对势阱中物理状态的分析,直观地给出了这些现象的物理图象。

关键词 三稳现象 突变 滞后效应 等离子体

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分段式电子回旋波驱动电流对早期新经典撕裂模的抑制 被引量：2

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作者 杨振 吴斌 陈玉庆 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期238-242,共5页

新经典撕裂模的产生会严重影响托卡马克装置的约束性能,而且在高参数运行状态下的所有装置中该不稳定性不可避免。新经典撕裂模的抑制工作对于聚变装置至关重要,电子回旋波驱动电流(ECCD)是目前抑制新经典撕裂模的主要手段之一。用数值... 新经典撕裂模的产生会严重影响托卡马克装置的约束性能,而且在高参数运行状态下的所有装置中该不稳定性不可避免。新经典撕裂模的抑制工作对于聚变装置至关重要,电子回旋波驱动电流(ECCD)是目前抑制新经典撕裂模的主要手段之一。用数值模拟的方法研究了在新经典撕裂模发展的早期加入ECCD后,对新经典撕裂模发展的影响。通过数值模拟发现较小份额的连续ECCD可以减小新经典撕裂模早期的增长速度,同时可以提高再次加入电子回旋波驱动电流抑制处于增长期的新经典撕裂模的效率。 展开更多

关键词 新经典撕裂模 电子回旋波驱动电流 早期抑制

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超热相干汤姆逊散射实验研究取得进展

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作者 龚韬 陈朝鑫 +11 位作者 李志超 郝亮 赵航 蒋小华 潘凯强 李琦 李三伟 杨冬 王峰 杨家敏 赵宗清 张保汉 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期19-21,共3页

在神光Ⅲ原型装置上,利用8束三倍频(351.0 nm)激光注入充气黑腔产生大尺度高温等离子体并激发高水平受激布里渊散射(SBS)过程。利用1束四倍频(263.3 nm)探针束和1套广角汤姆逊散射诊断系统,获得了三倍频激光SBS过程驱动的离子声波的超... 在神光Ⅲ原型装置上,利用8束三倍频(351.0 nm)激光注入充气黑腔产生大尺度高温等离子体并激发高水平受激布里渊散射(SBS)过程。利用1束四倍频(263.3 nm)探针束和1套广角汤姆逊散射诊断系统,获得了三倍频激光SBS过程驱动的离子声波的超热相干汤姆逊散射(STS)光谱。通过对STS光谱和背向SBS光谱进行联合分析,揭示了SBS的时空演化过程。 展开更多

关键词 汤姆逊散射 超热相干 受激布里渊散射 惯性约束聚变

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等离子体束流不稳定性的计算机模拟

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作者 陈湘仁 石星军 +2 位作者 吕文彩 吴新 李有宜 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第4期49-54,共6页

本文用数值模拟检验束流不稳定性的增长率随的变化,并与线性理论的曲线进行对比。数值模拟的束流密度与背景电子密度之比为0.125.数值模拟的结果说明,两者相符较好。

关键词 计算机模拟 等离子体 束流 稳定性

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剪切磁场位形下电阻壁模不稳定性的数值模拟 被引量：2

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作者 陈龙溪 王进芳 +1 位作者 孙哲 边珍珠 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期21-28,共8页

数值研究了平衡磁场位形对电阻壁模稳定性的影响。研究发现,磁场剪切对电阻壁模有解稳作用,对于不同的剪切磁场位形,最不稳定的电阻壁模的环向模数和极向模数不同。等离子流对电阻壁模的增长有抑制作用,稳定住电阻壁模的临界流速度随着... 数值研究了平衡磁场位形对电阻壁模稳定性的影响。研究发现,磁场剪切对电阻壁模有解稳作用,对于不同的剪切磁场位形,最不稳定的电阻壁模的环向模数和极向模数不同。等离子流对电阻壁模的增长有抑制作用,稳定住电阻壁模的临界流速度随着磁场剪切率的增大而增大。电阻壁模经线性增长后,进入非线性演化阶段,最后达到饱和状态,剪切磁场位形下的扰动磁能比均匀磁场位形下的扰动磁能饱和度高。 展开更多

关键词 电阻壁模 磁场剪切 稳定性 数值模拟

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