中文摘要：

利用射频波加热等离子体是托卡马克实现高约束模态的主要途径之一。尤其是射频波注入功率、动量及沉积位置的可控性，可能为输运垒的控制提供灵活可行的方案。但是，在利用射频波触发高约束模的机理上，无论是将射频波功率高效率注入到等离子体中，还是被等离子体吸收的波如何驱动等离子体流然后又是如何在模式转换中起作用都仍存在着许多未知问题，而这不仅需要大量精确的实验研究，也需要相应的理论与模拟研究。本课题将开展射频波在托卡马克等离子体中耦合和传播的的理论和数值模拟研究，尤其是通过对离子回旋波的全波解数值模拟计算代码的开发，对相关实验课题中射频波加热中波的能量沉积以及相应的等离子体参数分布剖面（如温度、密度、电流、环向和极向流速）给出准确的预测。在此基础上，结合本项目开展的实验研究，对射频波产生剪切流进而触发高约束模的机理进行理论和模拟研究。

结论摘要：

本课题围绕射频波加热触发H模相关的物理问题展开系统的理论与数值模拟研究。首先，提出了共振俘获电子箍缩效应产生径向电场进而驱动等离子体流的理论，该流驱动主要取决于由天线相位控制和射频波在传播过程中参量过程的波谱精细结构。为此，一方面，对射频波有质动力进行了深入研究，研究结果表明可以通过极向动量输入造成的径向非线性漂移对平行共振动量的输运产生平行力的附加分量，该平行力分量对于近垂直传播波的流驱动尤其重要；另外一方面，对波加热中参量过程展开深入研究，结果显示在低杂波段，平行电场、等离子体密度以及温度对参量过程有着重要影响。而在电子回旋波段存在众多的如高混杂衰变、拉曼散射以及双等离子体衰变等重要的参量衰变通道。此外，在与上述研究相关的研究方面也取得重要进展，高频带状流的速度剪切对等离子体约束改善影响，发展了等离子体对射频波非线性响应的全波解算法与程序，射频波在传播过程中模式转换效率的计算以及影响因素等。总之，研究结果表明，射频波在与H模形成相关的流驱动方面有着重要影响，而这一影响又与波传播和耦合又有着紧密的联系。