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1、碩士學(xué)位論文佳拉潔雅型磁約束裝置全等離子體通道及粒子輸運(yùn)研究RESEARCHOFPLASMAGUIDEANDPLASMAPARTICLETRANSPORTATIONINAGALATEACONFINEMENTSYSTEM劉佳坤哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：TN219學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：621.38密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)碩士學(xué)位論文佳拉潔雅型磁約束裝置全等離子體通道及粒子輸運(yùn)研究碩士研究生：劉佳坤導(dǎo)師：佟為明教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：電氣工程所在單位：電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院答辯日期：2015年
2、6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TN219U.D.C:621.38DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHOFPLASMAGUIDEANDPLASMAPARTICLETRANSPORTATIONINAGALATEACONFINEMENTSYSTEMCandidate：LiuJiakunSupervisor：Prof.TongWeimingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineer
3、ingSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要磁約束熱核聚變裝置是可控核聚變研究所需的重要裝置。本文所研究的磁約束熱核聚變裝置為前蘇聯(lián)專家莫洛佐夫最早提出的佳拉潔雅型（Галатея）小型磁
4、約束聚變裝置。佳拉潔雅型裝置相比于其他磁約束裝置有其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，例如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低、便于改裝升級(jí)、抑制等離子體對(duì)流不穩(wěn)定性。佳拉潔雅型裝置的研究，對(duì)我國(guó)磁約束等離子體研究具有重要意義。本文建立在對(duì)佳拉潔雅裝置全面分析的基礎(chǔ)上，對(duì)全等離子體通道進(jìn)行了詳細(xì)分析，對(duì)等離子體在其中輸運(yùn)進(jìn)行了研究，提出了全等離子體通道各部分的設(shè)計(jì)或優(yōu)化方案，并對(duì)方案進(jìn)行了驗(yàn)證。本文首先對(duì)佳拉潔雅裝置各組成部分的作用、運(yùn)行原理、技術(shù)參數(shù)和診斷方法進(jìn)行了論述，梳理了裝置各部分之間的聯(lián)系和工作順序，尤其對(duì)全等離子體通道進(jìn)行了詳細(xì)的劃
5、分，對(duì)其各部分所需實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了明確；介紹了物理學(xué)中可適用于研究本裝置的等離子體描述方法。其次分析了全等離子體通道的第一部分公共等離子體通道，從分析單線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)入手，根據(jù)磁場(chǎng)疊加原理，對(duì)公共等離子體通道內(nèi)部的磁場(chǎng)進(jìn)行了分析和仿真計(jì)算，將通道中的磁場(chǎng)劃分為勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)和非勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)；對(duì)等離子體粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)和非勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的輸運(yùn)狀態(tài)進(jìn)行了理論分析和仿真計(jì)算；分析了安匝數(shù)對(duì)通道粒子輸運(yùn)效果的影響，確定了公共等離子體通道線圈的最優(yōu)安匝數(shù)。然后使用電磁場(chǎng)逆問(wèn)題的分析思想，提出了全等離子體通道截?cái)嗥鞯脑O(shè)計(jì)方案，對(duì)設(shè)計(jì)
6、理論和計(jì)算過(guò)程進(jìn)行了闡述，并對(duì)載流截?cái)嗥骶€圈進(jìn)行了建模；分別對(duì)快速等離子體粒子和慢速等離子體粒子在截?cái)嗥鞔艌?chǎng)作用下的輸運(yùn)狀態(tài)進(jìn)行仿真計(jì)算，根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果分析驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性。最后分析了磁阱和通道夾角對(duì)粒子入射線上磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響；研究了全等離子體通道最后部分溜槽線圈與磁阱線圈的距離和角度對(duì)溜槽線圈效果的影響，確定了最佳的相對(duì)位置關(guān)系；分析了粒子在溜槽線圈磁場(chǎng)區(qū)域的輸運(yùn)理論，建立了等離子體粒子在此區(qū)域的輸運(yùn)模型。關(guān)鍵詞：佳拉潔雅；磁約束；等離子體通道；溜槽線圈-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文Abstract
7、Magneticconfinementsystemisaimportantdevicetoresearchcontrolledthermonuclearfusion.TheGalatheaasasmallmagneticcontrolleddevicewasproposedbyRussianscientistA.I.Morozov.Comparingwiththeothermagneticcontrolleddevices,ithasparticularadvantages,forexample:simpler
8、construction,smallersize,easytoupgradeandcansuppressplasmaconvectioninstabilities.StudyingGalatheadeviceissignificanttoimprovelevelofcontrolledthermonuclearfusioninourcountry.Thisdissertationisb
