Развитие методики определения характеристик турбулентности в плазме Токамака из корреляционных рефлектометрических и зондовых диагностик с помощью численного моделирования

• Автор: Уразбаев, Аршат Орынбасарович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 86 с. : ил.

Список сокращений

Введение и обзор

Глава 1. Экспериментальная установка

Глава 2. Корреляционные методы исследований

2.1. Описание корреляционных методов измерений и математический аппарат

2.2. Схемы работы рефлектометра при измерении полоидальных и радиальных флуктуаций

Глава 3. Экспериментальные исследования на периферии плазменного шнура

3.1. Параметры разряда

3.2. Основные результаты экспериментов на периферии плазменного шнура

3.3. Прямое сравнение спектральных характеристик сигналов рефлектометра и Ленгмюровских зондов

3.4. Скорость вращения флуктуаций

3.5. Радиальные зависимости параметров турбулентности
Глава 4. Экспериментальные исследования градиентной области плазменного шнура
4.1. Спектральные характеристики рефлектометрического сигнала градиентной области
4.2. Исследование радиальных корреляционных функций
Глава 5. Построение стохастических моделей турбулентности
5.1. Построение стохастической Ш модели турбулентности
5.2. Результаты моделирования экспериментальных данных зондов Ленгмюра
5.3. Построение 2Э модели для периферии плазменного шнура
5.4. Разработка модели для градиентной зоны токамака
Глава 6 Метод 11т сеток
6.1. Алгоритмы расчетов
6.2. Расчеты распространения СВЧ излучения
Глава 7. Основные результаты
7.1. Характерный радиальный масштаб области отражения СВЧ сигнала для модельных экспериментов
7.2. Сравнение спектральных характеристик для периферии турбулентности
7.3. Спектральные характеристики для градиентной зоны
7.4. Оценка локальности рефлектометрии путем построения пространственных кросскорреляционных функций для периферии турбулентности

7.5. Оценка локальности рефлектометрии путем построения пространственных
кросскорреляцнонных функций для градиентной области двухкомпонептной турбулентности
7.6 Оценка локальности рефлектометрии путем построения пространственных кросскорреляцнонных функций для градиентной области двухкомпонентной турбулентности
7.7 Сравнение экспериментальной и модельной радиальной корреляционной
функции
7.8 Сравнение Ш и 2Э расчетов
Заключение и выводы
Ссылки

Список используемых сокращений в диссертации.
R — большой радиус тора; г — малый радиус тора;
О— гюлоидальный (азимутальный) угол ;
Ф — тороидальный угол.
гц — плотность электронов плазмы
Те -—температура ионов (электронов) плазмы
тс — энергетическое время удержания
fjim, а, — радиус лимитера или диафрагмы, ограничивающей поперечный размер плазмы M3JI — многоштырьковый зонд Ленгмюра 1D, 2D —- одномерный, двумерный
ITER (ИТЭР) - Международный экспериментальный термоядерный реактор.
BES — Beam Emission Spectroscopy, диагностика плазмы путем регистрации свечения водородной линии зондирующего пучка атомов, возбуждаемых электронами плазмы TFTR -Test Fusion Tokamak Reactor JET- Joint European Tokamak СВЧ - Сверх высокочастотный.
ПЧН -преобразователь частоты в напряжение АЦП — Аналого-цифровой преобразователь
х- пространственная одномерная координата или х = в-г -линейная полоидальная координата в полярной системе координат.
Ах- расстояние между двумя точками в одномерном пространстве или х = Ав-г расстояние между двумя точками по окружности в случае полярной системе координат, и— скорость флуктуаций.
Ch(k) когерентность гармоник частоты к Ph(k) кросс-фаза Ф - фаза сигнала.
ДФ - изменение фазы, f- частота.
а - угол между приемными антеннами. d-апертура рупора
Rr расстояние от центра плазмы до излучающих рупоров
рисунке 22а.
Расхождения существенны только на радиусах
меньших 28 см, то есть после радиуса отражения для 40 ГГц - максимальной частоты, для
которой проводились модельные эксперименты.
На рисунке так же приведено (п(г)-п0{г))1 (рис.
146), и отношение — ■■■■■'' (Рис. 22в) как функции радиуса.
«о О)
Получившийся усредненный вид профиля плотности (рис. 23) хорошо согласуется с экспериментальным. На рис. 23 представлено так же среднеквадратичное отклонение флуктуаций и максимальная амплитуда флуктуаций как функция радиуса.
Пример двумерной картины получившейся турбулентности представлен на рис. 24.
5.4 Разработка модели для г радиентной зоны токамака.
Поскольку локальных диагностик на Т-10 для градиентной области плазмы нет, в работе использовались экстраполяции результатов диагностики BES, полученных на токамаках TFTR [1] и DIII-D[25]. Эти результаты приведены на рис.25 (а,б). Несмотря на то, что приведены данные с разных установок и из разных областей плазмы, корреляционные функции в обоих случаях похожи. Для обоих графиков характерно, что радиальная корреляционная функция имеет апериодическую структуру, а полоидальная квазипериодическую. Причем характерное отношение расстояния до первого максимума полоидальной корреляционной функции к полуширине радиальной близко к трем в обоих случаях. Эта величина была использована при построении модели.
Никаких принципиальных отличий модель для градиентной зоны токамака от модели для периферии не содержит. Аналогично, рассматриваемое поле турбулентности состоит из суперпозиции конечного количества возмущений, где n-ое возмущение имеет

27 28 29 30 31 32 33
Радиус г, [см]
Рисунок 23. Средний профиль плотности (1) и его девиации по модели. Представлены среднеквадратичное отклонение (крестовидная штриховка (2)), максимальное и минимальное значение (косая штриховка (3)).