| 【中文题名】 | EAST模拟放电击穿阶段的仿真研究 |
| 【英文题名】 | Breakdown Research on EAST Tokamak |
| 【学科专业】 | 等离子体物理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-29 |
| 【中关键词】 | 托卡马克,击穿计算,遗传算法,零场区,数值法,Simulink |
| 【英关键词】 | Tokamak,breakdown,Genetic Algorithms,null field region,numerical method,Simulink, |
| 【分类导航】 | 工业技术>原子能技术>受控热核反应（聚变反应理论及实验装置）>热核装置>> |
| 【论文摘要】 |
根据给定的托卡马克装置物理参数和几何参数，进行等离子体击穿的模拟计算是一个基本课题。它对装置的调试和运行有其指导意义。
托卡马克装置的等离子体击穿所需的条件是达到足够大的环电压以及尽可能大的零场区。全超导托卡马克装置EAST极向场系统采用了一体化的设计，没有专门的补偿线圈来保证放电初期有较好的零场，因此只有通过调节极向场线圈电流来满足实验的要求。
本文详细介绍了EAST装置中等离子体击穿原理，击穿模型的建立，互感系数的计算，真空室涡流的计算，零场区和环电压的计算；并将首次EAST放电实验获得的数据和模拟计算结果进行比较，在验证了击穿模型正确性的同时，指导了EAST实验的进行；最后采用遗传算法分别优化了一组极向场线圈的初始电流、电流变化率和一组极向场线圈初始电流、预设电压，为EAST击穿放电提供了很好的参考价值，并为EAST今后不同的运行模式的建立，提供了一个良好的仿真工具。
在模拟计算过程中，主要用到了Matlab语言。采用网格法计算互感系数；分别采用数值法，特征值法，符号法，Simulink计算真空室涡流；计算零场区和环电压后，利用Matlab强大的作图功能反映其分布，用到... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
5-7 |
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英文摘要 |
7-9 |
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目录 |
9-11 |
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第一章 绪论 |
11-18 |
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1.1 能源的紧迫性 |
11-12 |
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1.1.1 能源的定义分类 |
11-12 |
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1.1.2 能源的现状 |
12 |
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1.2 受控核聚变 |
12-17 |
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1.2.1 聚变能运用及前景 |
12-14 |
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1.2.2 受控核聚变原理 |
14 |
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1.2.3 受控核聚变发展与现状 |
14-15 |
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1.2.4 我国受控热核聚变事业 |
15-17 |
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1.3 课题引出及研究内容和步骤 |
17-18 |
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第二章 EAST超导托卡马克击穿阶段仿真模型 |
18-41 |
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2.1 EAST超导托卡马克实验装置介绍 |
18-22 |
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2.1.1 托卡马克装置介绍 |
18-20 |
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2.1.1.1 托卡马克研究历史 |
18 |
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2.1.1.2 托卡马克装置工作的基本原理 |
18-20 |
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2.1.2 EAST超导托卡马克实验装置 |
20-22 |
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2.1.2.1 EAST超导托卡马克的科学目标 |
20 |
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2.1.2.2 EAST超导托卡马克装置极向场系统的特点 |
20-22 |
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2.2 EAST超导托卡马克击穿模型 |
22-41 |
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2.2.1 托卡马克等离子体击穿理论 |
22-25 |
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2.2.2 EAST超导托卡马克实验装置模型的建立 |
25-29 |
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2.2.3 模型的计算 |
29-41 |
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2.2.3.1 模型相关系数的计算 |
29-30 |
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2.2.3.2 电路方程组的求解 |
30-37 |
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2.2.3.3 模型击穿条件的计算 |
37-41 |
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第三章 EAST超导托卡马克击穿阶段仿真计算 |
41-62 |
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3.1 模型仿真计算与程序的实现 |
41-50 |
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3.1.1 互感系数的计算 |
41 |
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3.1.2 真空室涡流的计算 |
41-47 |
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3.1.2.1 数值算法 |
42-43 |
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3.1.2.2 特征值法 |
43 |
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3.1.2.3 符号算法 |
43-44 |
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3.1.2.4 Simulink |
44-46 |
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3.1.2.5 涡流计算小结 |
46-47 |
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3.1.3 零场区计算及极向场线圈电流对其影响 |
47-50 |
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3.2 模型正确性的验证 |
50-56 |
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3.2.1 真空室等效电阻计算 |
50-52 |
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3.2.2 真空室涡流的计算 |
52-54 |
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3.2.3 零场区计算与显示 |
54-55 |
|
3.2.4 环电压计算与显示 |
55-56 |
|
3.3 模型指导实验顺利进行 |
56-62 |
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3.3.1 遗传算法优化极向场线圈初始电流和电流变化率 |
56-59 |
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3.3.2 遗传算法优化极向场线圈初始电流和线圈预设电压 |
59-62 |
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第四章 结束语 |
62-63 |
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参考文献 |
63-65 |
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附录 |
65-68 |
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发表的学术论文目录 |
68-69 |
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致谢 |
69 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.133250 |
