Рассеяние волн в неоднородной плазме в условиях сильной рефракции

• Автор: Сурков, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 190 с. : ил.

1 Многократное малоугловое рассеяние в области верхнего гибридного резонанса

1.1 Диагностика усиленного рассеяния микроволн

1.2 Малоугловое рассеяние необыкновенной волны вблизи верхнего гибридного резонанса

1.2.1 Излучение волн в неоднородной плазме

1.2.2 Расчет сигнала малоуглового рассеяния

1.3 Эволюция частотного спектра необыкновенной волны вблизи

верхнего гибридного резонанса в турбулентной плазме

1.3.1 Частотный спектр многократно рассеянной необыкновенной волны

1.3.2 О соответствии фазового и энергетического подходов

1.3.3 Частотный спектр зондирующей волны за точкой трансформации

1.3.4 Частотный спектр зондирующей волны в области ВГР

1.3.5 Рассеяние назад на флуктуациях, вовлеченных в длинноволновые турбулентные движения
1.4 Корреляционная диагностика усиленного рассеяния микроволн
в турбулентной плазме
1.4.1 Корреляционный анализ усиленного рассеяния назад в
приближении эйконала
1.4.2 Корреляционный анализ в области ВГР
1.5 Выводы

2 Теория доплеровской рефлектометрии
2.1 Доплеровская рефлектометрическая диагностика
2.2 Линейная теория доплеровской рефлектометрии
2.2.1 Рефлектометрический сигнал в приближении ВКБ
2.2.2 Сигнал рассеяния из окрестности отсечки
2.2.3 Оценка локальности эксперимента
2.2.4 Обсуждение
2.3 Нелинейная теория доплеровской рефлектометрии
2.3.1 Спектр рефлектометрического сигнала
2.3.2 Численные примеры
2.3.3 Нелинейная теория доплеровской рефлектометрии в цилиндрической геометрии
2.3.4 Обсуждение
2.4 Выводы
3 Рассеяние на нижнегибридных волнах в области ВГР
3.1 Эффективность усиленного рассеяния микроволн на высокочастотных флуктуациях плотности плазмы
3.1.1 Анализ эффективности усиленного рассеяния с изменением частоты
3.2 Порог вынужденного рассеяния на нижнегибридных волнах
при бернштейновском нагреве в сферических токамаках
3.2.1 Параметрические неустойчивости при бернштейновском
нагреве в сферических токамаках
3.2.2 Уравнения для амплитуд волн, участвующих в распаде
3.2.3 Порог и инкремент параметрической неустойчивости
3.2.4 Область применимости полученных результатов
3.3 Выводы
Заключение

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ВГ — верхний гибридный
ВГР — верхний гибридный резонанс
ВКБ— Вентцеля - Крамерса - Бриллюэна
ДНА— диаграмма направленности антенны
НГ — нижнегибридный
СТ — сферический токамак
УР — усиленное рассеяние
ЭБВ — электронная бернштейновская волна

и при Егт -С уЩ принимает вид:
ф:єіт 1 , 5 «
, ,»х ('■“)
Физический смысл этих асимптотик легко понять, они представляют собой произведение поля в резонансе, насыщаемом диссипацией, на вероятность его реализации в данной точке. Сравнение выражений (1.63), полученного в пределе е1ТП —* 0 и (1.64) говорит о том, что пренебрежение диссипацией справедливо вплоть до некоторого максимального к:
1 - Кг,
ТЇ£Іт2

При т <^ИС имеем:
—Ш2'
где Ьс — корреляционной время флуктуаций. Тогда из (1.63) получим при к —► 1, 6 1:
С(т) = 4г (1.65)
Это выражение справедливо вплоть до т = гтгп, определяемого по величине К,тах, КИК
" 7Г (?)
При г < Ттт сингулярность в (1.65) насыщается на уровне, определяемом (1.64).
Ширина частотного спектра поля в ВГР оценивается как Аш ~ т~}п, в чем можно убедиться с помощью преобразования Фурье аппроксимацион-ной зависимости 1/у/т2 + т2ип, описывающей как асимптотику (1.65), так и предел (1.64):
+0°
сЛДи>Г
Т • =
1 тгп а І і с.
СДи, ос / -■ с1т ос е_АшТт-
■і VТ + пггп
В этом случае ширина спектра определяется не только корреляционным временем флуктуаций, но и диссипацией, так как диссипация определяет остроту резонансного контура, "прописываемого"из-за зависимости флуктуаций плотности от времени в данной точке.