托卡马克刮削层(SOL)等离子体流与边缘区径向电场对边缘区等离子体输运、杂质输运与屏蔽以及芯部等离子体约束有着重要的影响。该项目拟用等离子体流体模型与中性粒子Mote-Carlo模型相耦合的大型边界程序包SOLPS为主要工具,结合实验与理论分析,模拟研究磁场拓扑结构对刮削层等离子体流与径向电场分布的影响,分析在不同磁场拓扑结构下刮削层等离子体流与径向电场的差异;模拟分析刮削层等离子体流与径向电场在不同离子磁场梯度漂移(ion-▽B drift)方向下的分布变化,讨论离子磁场梯度漂移方向对刮削层等离子体流与径向电场相互作用的影响。此外,本项目同时还研究偏滤器运行模式对刮削层等离子体流与径向电场的影响,分析在不同偏滤器运行模式下的刮削层等离子体流与径向电场的变化规律。
SOL flow;radial electric field;magnetic topology;divertor plasma regime;
建立了离子轨道损失模型,分析磁场拓扑结构对边界等离子体旋转的影响,为进一步讨论径向电场的机制以及磁场拓扑结构对径向电场和刮削层流相互影响提供基础。通过分析刮削层流的机制,比较了在不同偏滤器运行模式下的刮削层流分布,为深入研究在不同偏滤器运行模式下的刮削层等离子体流与径向电场的变化规律奠定基础。为了深入分析托卡马克刮削层等离子体流与径向电场相互影响,我们建立鞘层模型,分析鞘层结构特性,完善托克马克边界输运程序在偏滤器耙板的边界条件。此外,发展一个芯部-刮削层-偏滤器区域模型,预测EAST运行空间,为全面分析EAST装置上有关刮削层流和径向电场相互影响提供条件。在该项目资助下,已在《等离子体物理》(Physics of Plasmas)等杂志上发表论文六篇,其中项目负责人作为第一作者五篇。