聚变等离子体中测地声模与漂移波湍流非线性相互作用的理论研究
批准号:
11205132
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
仇志勇
依托单位:
学科分类:
A2904.磁约束等离子体
结题年份:
2015
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
王鑫、祝佳、申伟、谢华生、陈磊
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中文摘要
本项目致力于从先进的、基于第一性原理出发的理论工具出发,研究在真实聚变等离子体参数和复杂几何位型下漂移波湍流对测地声模的激发,以及测地声模对漂移波湍流扩散的影响。我们将应用三波共振参量衰变不稳定性的图像来描述测地声模与漂移波湍流的相互作用。 我们将首先从回旋动理学理论出发来推导普适的描述测地声模与漂移波非线性作用的方程,并研究实际聚变等离子体参数条件下各种动理学效应及等离子体不均匀性(如有限系统尺度、漂移波频率的不均匀性及测地声模的连续谱等)对测地声模与漂移波湍流的相互作用的影响。并在此基础上,研究由于测地声模的调制对漂移波湍流的扩散的影响,从而理解托卡马克等离子体中的约束性能与装置的尺度的定标率。预期的结果不光将对理解现有的实验和模拟结果,还将对将来进一步改进国际热核聚变反应堆(ITER)中的约束性质,提供理论支持。
英文摘要
This project will be devoted to investigation of the excitation of geodesic acoustic mode by drift wave turbulence and the effects of geodesic acoustic mode on drift wave turbulence spreading, using the advanced, first-principle theoretical tools, under realisitic fusion plasma parameters and complex geometric configerations. We will generalize the paradigm of three-wave resonant parametric decay instability to describe the nonlinear interactions between geodesic acoustic mode and drift wave turbulence. We will first derive the general nonlinear equations describing the nonlinear interactions between geodesic acoustic mode and drift wave turbulence from gyrokinetic theory, and then study the effects of various kinetic effects and nonuniformities, such as finite system size, nonuniform drift wave frequencies and the continuous spectrum of geodesic acoustic mode, on the geodesic acoustic mode and drift wave turbulence nonlinear interactions. Based on this, we will study the drift wave turbulence spreading under the modulation of geodesic acoustic mode to understanding the size scaling laws of the confinement properties of toakamak fusion plasma. Our anticipated result, will not only provide in-depth understanding for the present experimental and numerical results, but also provide theoretical support on the crucial issue of how to improve confinement in the future ITER plasma.
本项目旨在研究托卡马克等离子体中,测地声模(GAM)对漂移波湍流(DWT)的调制。 GAM 对DWT的调制,是通过波包调制进行的: DWT的非线性耦合的有质动力,会激发GAM; 而生成的GAM,将DWT散射到稳定的,径向短波长的区域去,从而抑制DWT,以及其引起的反常输运。 本项目主要应用回旋动力学理论,配合数值计算,深入研究了测地声模与漂移波湍流的非线性相互作用。申请书中提出的研究目标全部完成,并进一步的拓展到了研究GAM与漂移阿尔芬波的非线性相互作用中。主要的成果总结为7篇sci文章,并在国际、国内会议上多次作邀请、口头报告。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
On nonlinear geodesic acoustic modes in tokamak plasmas
托卡马克等离子体中的非线性测地声学模式
DOI:10.1209/0295-5075/107/15003
发表时间:2014
期刊:Epl
影响因子:1.8
作者:Chen Liu;Qiu Zhiyong;Zonca Fulvio
通讯作者:Zonca Fulvio
Excitation of kinetic geodesic acoustic modes by drift waves in nonuniform plasmas
非均匀等离子体中漂移波激发动力测地声模式
DOI:10.1063/1.4863973
发表时间:2014-02
期刊:Physics of Plasmas
影响因子:2.2
作者:Qiu Z.;Chen L.;Zonca F.
通讯作者:Zonca F.
Nonlinear excitation of geodesic acoustic mode by collisionless trapped electron mode
无碰撞俘获电子模式非线性激励测地声学模式
DOI:10.1088/0029-5515/54/3/033010
发表时间:2014-03
期刊:Nuclear Fusion
影响因子:3.3
作者:Qiu, Zhiyong;Chen, Liu;Zonca, Fulvio
通讯作者:Zonca, Fulvio
Observation of nonlinear couplings between coexisting kinetic geodesic acoustic modes in the edge plasmas of the HT-7 tokamak
HT-7 托卡马克边缘等离子体中共存动力学测地声学模式之间非线性耦合的观测
DOI:10.1088/0029-5515/53/11/113008
发表时间:2013-11
期刊:Nuclear Fusion
影响因子:3.3
作者:Sun, X.;Xie, J. L.;Li, H.;Liu, W. D.
通讯作者:Liu, W. D.
DOI:10.1088/0741-3335/57/1/014024
发表时间:2014
期刊:Plasma Physics and Controlled Fusion
影响因子:2.2
作者:F. Zonca;Liu Chen;S. Briguglio;G. Fogaccia;A. Milovanov;Z. Qiu;G. Vlad;Xingan Wang
通讯作者:F. Zonca;Liu Chen;S. Briguglio;G. Fogaccia;A. Milovanov;Z. Qiu;G. Vlad;Xingan Wang
反应堆芯部燃烧等离子体alpha粒子输运及无碰撞加热机理的理论探索
- 批准号:12275236
- 项目类别:--
- 资助金额:56万元
- 批准年份:2022
- 负责人:仇志勇
- 依托单位:
高能量电子激发比压阿尔芬本征模的理论与模拟研究
- 批准号:11875233
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:仇志勇
- 依托单位:
托卡马克等离子体中漂移波湍流、测地声模与高能量粒子的复杂相互作用的理论研究
- 批准号:11575157
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:仇志勇
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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