作为直接面对高温等离子体的关键部件,托卡马克第一壁的工作性能直接影响装置运行安全性,而有关其结构冲击特性的研究国内外才刚刚起步,缺乏对其动力响应机理的深入认识。从现有认知看,在等离子体约束区域这一复杂磁场环境下,对于第一壁这种全导电结构,以发生垂直位移事件时引发的Halo电流和感应涡流引起的瞬态电磁载荷对结构的危害最大。本项目致力于针对该事件产生的电磁载荷,采用理论和数值方法1、考察结构在面内冲击载荷下的纵波、横向冲击载荷下的弯曲波传播过程以及两种波的复合效应对结构早期响应的影响及可能导致的层裂现象;2、考察结构在响应中后期振动模态、屈曲及其它可能出现的失稳模式及其阈值。通过研究,揭示托卡马克第一壁结构在复杂电磁环境冲击载荷下不同阶段的动态响应规律及各阶段模态演化过程,以及由此可能产生的破坏模式,特别是与准静态响应不同的独特行为,为未来聚变堆抗冲击第一壁结构设计提供理论依据和数值平台。
英文主题词Tokamak first wall;Electromagnetic impact loading;Dynamic response;;