L-H转换过程中涨落引起输运变化的实验研究
批准号:
11875124
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
许敏
依托单位:
学科分类:
磁约束等离子体
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
余羿、郭栋、龙婷、柯锐、王华杰、刘灏、刘哲、杨耀荣
中文摘要
约束改善的研究一直是磁约束聚变研究中的重点,未来的磁约束聚变反应堆都会运行在高约束模状态下,现阶段高约束模产生机理尚不是十分明确。实验和理论发现,E×B剪切流在低约束模向高约束模(L-H模)转换中起着重要作用。然而,到底是径向电场E的哪一个驱动项决定了此过程中的径向电场梯度变化、带状流在模转换中所起的作用、哪一个驱动项决定了径向输运变化等关键物理问题研究尚缺乏有说服力的实验证据。国内已有较多基于等离子体参数平衡量的实验研究,但是缺乏系统的基于涨落量的实验研究,对一些物理机制的理解也存在争议。本项目立足于国内外L-H模转换机制的研究现状,提出了在HL-2A托卡马克上针对模转换过程中涨落引起的输运变化来开展实验研究,可以加深对于L-H模转换机制的物理理解。
英文摘要
Confinement improving is key in magnetically confined fusion. The future fusion reactor is believed to be operated in High Confinement Mode (H-mode) configuration. The underlying mechanism of transition from Low Confinement Mode (L-mode) to H-mode is still not clear. Experimental and theoretical evidences show that E×B shear flow plays an important role in this transition. Many key issues remain open. Which term dominates the gradient of radial electric field in L-H transition? Which term dominates radial particle flux? What is the role of zonal flow in this transition? Many experiments are performed to understand the underlying physics basing on zero order parameters, but few work is systematically done from the view point of fluctuations. In this project, turbulence induced transport in L-H transition will be experimentally investigated in HL-2A tokamak, which will enhance the physical understanding of the longstanding problem of L-H confinement transition mechanism.
约束改善的研究一直是磁约束聚变研究中的重点,未来的磁约束聚变反应堆都会运行在高约束模状态下,现阶段高约束模产生机理尚不是十分明确。本项目完成了L-H转换过程中粒子输运动态演化的实验研究。实验结果表明L-H转换过程中,径向速度涨落和密度涨落均受到抑制,其中径向速度涨落受到的抑制更加显著。但是,对粒子输运的演化有决定性影响的是两者互相角的变化。完成了L-H转换过程中径向电场剪切及其各组成项变化的实验研究。本项目的实验结果表明,在HL-2A托卡马克L-I-H模转换过程中,径向电场剪切增强,但极向速度和环向速度的剪切并没有明显变化,主要是离子压强梯度的剪切增强导致了总的径向电场剪切的增强。本项目完成了加热功率变化时湍流和带状流变化规律的实验研究,结果表明,随着加热功率增加,湍流呈增强趋势,湍流向GAM的能量传递先增长后减小,而湍流向带状流的能量传递单调增加。这表明带状流和GAM之前存在竞争,而带状流占据优势地位,这表明带状流在L-H转换中起着重要作用。
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Development of a multi-color gas puff imaging diagnostic on HL-2A tokamak
HL-2A 托卡马克多色气体喷射成像诊断的开发
DOI:
10.1063/5.0005545
发表时间:
2020
期刊:
Review of Scientific Instruments
影响因子:
1.6
作者:
[B. D. Yuan, Y. Yu, R. C. He, X. Y. Yang, T. C. Xu, J. B. Yuan, R. J. Hong, L. Nie, R. Ke, T. Long, Z. H. Wang, C. J. Xiao, M. Xu, J. Q. Li, M. Y. Ye, X. R. Duan]
通讯作者:
X. R. Duan
Development of a 32-channel Beam Emission Spectroscopy diagnostic based on Neutral Beam Injection on HL-2A tokamak
基于 HL-2A 托卡马克中性束注入的 32 通道束发射光谱诊断的开发
DOI:
10.1016/j.fusengdes.2020.111734
发表时间:
2020-07
期刊:
Fusion Engineering and Design
影响因子:
1.7
作者:
[Y.F. Wu, G.R. McKee, Y. Yu, R. Ke, Z. Yan, K. Jaehnig, Min Xu, M. Kriete, L.A. Morton, X.J. Qin, L. Nie, T. Wu, A.P. Sun, T. Lan, B.D. Yuan, H. Liu, S.B. Gong, T. Long, X.R. Duan, M.Y. Ye]
通讯作者:
M.Y. Ye
Observation of blobs using a gas puff imaging diagnostic on the HL-2A tokamak
使用 HL-2A 托卡马克上的气体喷射成像诊断观察斑点
DOI:
10.1088/2058-6272/ab0b29
发表时间:
2019
期刊:
Plasma Science and Technology
影响因子:
1.7
作者:
[Yuan Jinbang, Yuan Boda, Xu Min, Yu Yi, Nie Lin, Ke Rui, Wang Zhanhui, Gong Shaobo, Wu Ting, Wu Yifan, Long Ting, Wang Huajie, Liu Hao, Yue Wei]
通讯作者:
Yue Wei
Progress of plasma density fluctuation measurements with phase contrast imaging on HL-2A tokamak
HL-2A托卡马克相衬成像等离子体密度涨落测量研究进展
DOI:
10.1088/2058-6272/ab0054
发表时间:
2019
期刊:
Plasma Science and Technology
影响因子:
1.7
作者:
[Gong Shaobo, Yu Yi, Xu Min, Sun Aiping, Lan Tao, Nie Lin, Ke Rui, Long Ting, Liu Hao, Wu Yifan, Yuan Boda, Wang Huajie, Yuan Jinbang, Shi Zhongbing, Zhong Wulv, Mao Shifeng, Ye Minyou, Duan Xuru]
通讯作者:
Duan Xuru
Optical design of the Lyman alpha based beam emission spectroscopy (LAB) diagnostic on the HL-2A tokamak
HL-2A 托卡马克莱曼 α 光束发射光谱 (LAB) 诊断的光学设计
DOI:
10.1088/2058-6272/ac0327
发表时间:
2021-06
期刊:
Plasma Science and Technology
影响因子:
1.7
作者:
[Zhou Yixuan, Wang Huajie, Yu Yi, Chen Yihang, Ke Rui, Xu Min, Xiao Chijie, Wang Zhanhui, Li Jiquan, Duan Xuru, Ye Minyou]
通讯作者:
Ye Minyou
共 16 条
HL-3托卡马克超高约束模实现及其持续运行机制的研究
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批准号:12435015
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项目类别:重点项目
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资助金额:239.00万元
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批准年份:2024
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负责人:许敏
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依托单位:
托卡马克脱靶高约束模式运行机制研究
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批准号:U1867222
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:270.0万元
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批准年份:2018
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负责人:许敏
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依托单位:
剪切电场下等离子体湍流特性研究
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批准号:11375053
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项目类别:面上项目
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资助金额:96.0万元
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批准年份:2013
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负责人:许敏
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依托单位:
国内基金
海外基金