托卡马克中漂移不稳定性的回旋动理学二维本征模方程

从弗拉索夫方程出发,导出了托卡马克等离子体中漂移不稳定性的回旋动理学二维本征模积分方程组。该方程组保留了离子的动理学效应,包括沿磁场的运动、磁场梯度和曲率漂移以及有限拉莫半径效应。与传统的采用气球模表象得到的一维回旋动理学方程(其只能给出不稳定模沿磁场线的结构)不同,该方程组不仅能给出托卡马克等离子体中漂移不稳定模的径向结构,同时还考虑了由离子的环形性漂移引起的相邻极向模之间的线性耦合,进而得到模的极向结构。该结果为相应的数值模拟研究提供了理论基础。

托卡马克理想磁流体不稳定性的统一描述(I)

在与平衡磁面相联系的坐标系下 ,用剪切阿尔芬波近似给出了统一描述托卡马克等离子体理想磁流体线性运动的本征模方程。利用此方程 ,可以进一步给出大尺度扰动 (扭曲摸、低模数气球模、阿尔芬模 )和小尺度扰动 (高模数气球模、Mercier模 )的本征模方程。

负磁剪切等离子体中离子温度梯度驱动不稳定性分析

采用打靶法 ,数值求解了在负磁剪切托卡马克等离子体中离子温度梯度驱动的复本征模方程 .数值计算表明 ,环向旋转剪切流可以整体上改变剪切板 ηi 不稳定性 .在等离子体极小q磁面附近的芯部区域 ,环向剪切流有稳定 ηi

带状注矩形截面Cerenkov脉塞中注波互作用的研究

建立了带状注矩形截面Cerenkov脉塞中注波互作用的三维物理模型。采用保留金属格栅槽区内高次模式的方法,将电磁场表示为本征模级数和的形式,运用Borgnis函数法和场匹配法推导了注波互作用结构的混合模色散方程。通过数值计算,分析了热态下电子注电压、电流密度、电子注厚度以及电子注与金属格栅间隙距离等主要结构和电参数对互作用增益的影响。

SOI梯形截面光波导的模式分析

采用有效折射率和转移矩阵理论相结合的方法得到了SOI梯形光波导的本征模方程。计算得到的有效折射率与WKB法相比误差不超过10-5,其垂直方向电场分布与BPM模拟结果基本相符。首次得到了SOI梯形波导的单模曲线和其近似解析表达式,此结果与修正的WKB法一致。