准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法

    公开(公告)号:CN119513949B

    公开(公告)日:2025-04-08

    申请号:CN202510088142.6

    申请日:2025-01-21

    Abstract: 本申请涉及磁约束核聚变设备加料领域,提供了准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,基于等离子体的物理特性和磁约束聚变装置的几何结构,通过日本LHD装置的实验数据,估算出在预设气源压强下装置中等离子体的体积平均密度,并据此计算了准环对称仿星器的气体注入速率。再通过对拉瓦尔喷嘴喉部半径的计算,以及对喷嘴内气流状态的分析,获取喷嘴喷口处的马赫数,以确保气体状态转变过程中的能量最大转换效率。在此基础上,利用Foelsch方法,通过对喷嘴入口到喉部、喉部到拐点以及拐点延伸到喷嘴出口三部分的详细设计,构建了优化的拉瓦尔喷嘴物理模型。提升了气体在喷嘴内的等熵膨胀效率和高速流动性能。

    准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法

    公开(公告)号:CN119513949A

    公开(公告)日:2025-02-25

    申请号:CN202510088142.6

    申请日:2025-01-21

    Abstract: 本申请涉及磁约束核聚变设备加料领域,提供了准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,基于等离子体的物理特性和磁约束聚变装置的几何结构,通过日本LHD装置的实验数据,估算出在预设气源压强下装置中等离子体的体积平均密度,并据此计算了准环对称仿星器的气体注入速率。再通过对拉瓦尔喷嘴喉部半径的计算,以及对喷嘴内气流状态的分析,获取喷嘴喷口处的马赫数,以确保气体状态转变过程中的能量最大转换效率。在此基础上,利用Foelsch方法,通过对喷嘴入口到喉部、喉部到拐点以及拐点延伸到喷嘴出口三部分的详细设计,构建了优化的拉瓦尔喷嘴物理模型。提升了气体在喷嘴内的等熵膨胀效率和高速流动性能。

    三维仿星器真空磁场位形中磁力线示踪模拟方法

    公开(公告)号:CN118070561A

    公开(公告)日:2024-05-24

    申请号:CN202410459344.2

    申请日:2024-04-17

    Abstract: 本发明提供了三维仿星器真空磁场位形中磁力线示踪模拟方法,涉及仿星器技术领域,包括通过样条插值法对获取到的三维仿星器线圈的原始数据进行预处理;将所有数据点中每相邻两个线圈数据点设置为一个有限长度电流线,采用毕奥沙伐尔定理计算任意三维空间中某一点的磁场大小及方向;根据磁力线方程得到三维柱坐标随环向角变换的磁场磁力线方程;采用亚当姆斯预测矫正法对磁场磁力线方程进行迭代计算,得到一个磁面的几何位形和整个磁面的磁场大小数据,进而判断是否满足仿星器位形对称。本发明的有益效果为通过不同的磁场位形对仿星器各项重要的物理性质进行分析,来验证实验的结论与成果,对研究仿星器的相关物理性质起到十分重要的作用。

    一种用于测量等离子体电势和电场的诊断方法及系统

    公开(公告)号:CN117545157A

    公开(公告)日:2024-02-09

    申请号:CN202410030701.3

    申请日:2024-01-09

    Abstract: 本发明提供了一种用于测量等离子体电势和电场的诊断方法及系统,涉及中性束探针测量技术领域,包括根据获取的磁约束聚变装置的运行参数及候选粒子元素的相关参数数据,计算信噪比;基于信噪比选定中性束粒子元素,迭代计算不同入射能量、入射角度和采样区的束流轨迹,得到能够通过分析仪入口狭缝的预设参数;将满足预设参数要求的中性束注入等离子体中;利用分析仪测量其在采样区碰撞电离产生的一次离子束能量,根据能量守恒定律得到采样区电势;探测不同采样区,得到等离子体电势的空间分布以及径向电场,进而诊断结束。本发明的有益效果为对深入研究磁约束聚变等离子体中径向电场及 流剪切抑制湍流和改善约束的物理机制具有极其重要的意义。

    一种准环对称仿星器磁场位形的设计方法

    公开(公告)号:CN112992385A

    公开(公告)日:2021-06-18

    申请号:CN202110487394.8

    申请日:2021-05-06

    Abstract: 本发明涉及物理实验设备技术领域,具体涉及一种准环对称仿星器磁场位形的设计方法,利用STELLOPT代码扫描非轴对称磁场分量(Bm,n为磁场强度谱)的径向位置,采用改进的Levenberg‑Marquardt算法改变等离子体边界形状,得到多组迭代后的准环对称仿星器磁场位形参数,从中再筛选出最佳的准环对称仿星器磁场位形。本发明设计得到的准环对称仿星器磁场位形,能够兼顾托卡马克和传统仿星器的长处,具有低新经典输运,长时间稳态运行,高β(等离子体热压与磁压之比)极限等优点,达到既有良好的等离子体约束性能,又可实现长时间稳态运行的技术效果,同时填补了国内仿星器实验物理研究的空白,对促进未来稳态、高约束运行的商用聚变堆的建设发展具有重要意义。

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