高能量粒子驱动的环形阿尔芬本征模数值模拟研究

项目名称： 高能量粒子驱动的环形阿尔芬本征模数值模拟研究

项目编号： No.11505152

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 祝佳

作者单位： 浙江大学

项目金额： 17万元

中文摘要： 磁约束等离子体中来源于聚变产物阿尔法粒子以及辅助加热手段产生的快离子可以激发起本征模阿尔芬本征模，从而降低等离子体约束甚至破坏实验装置，这是燃烧等离子体研究中的重要前沿课题。 我们从动理学-磁流体混合方程的电流耦合形式出发，在之前浙江大学聚变理论与模拟中心开发的三维CLT磁流体代码的基础之上，加入高能量粒子电流，这样包含了完全的波-粒相互作用：既保留了粒子非线性，又包含了磁流体的非线性。通过新代码的开发，我们的研究范围从微扰模式（TAE）扩展到了非微扰模式（EPM、GAM等）。在考虑了背景等离子体反馈作用之后，模的结构可以随着TAE频率振幅的演化而变化，从而影响着非线性频率扫频特性和高能粒子的输运，这是之前基于简化模型的EAC代码无法实现的。另外，我们将国内的大型装置（EAST和HL-2A）中实验参数加到模拟中，对高能量粒子相关实验进行分析诊断，并预言实验结果，辅助优化实验参数以改进约束。

中文关键词： 环形阿尔芬本征模；混合模型；撕裂模；高能量粒子模；等离子体数值模拟

英文摘要： Alpha particles in fusion product and fast ions produced by auxiliary heating in magnetic confinement fusion plasma can drive toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs), which will reduce plasma confinement and even destroy experimental device. This is important t

英文关键词： TAE；hybrid model；tearing mode；EPM；plasma simulation