托卡馬克中密度空間分布反演研究.pdf

1、本論文主要對托卡馬克中電子密度弦測量值的反演方法進(jìn)行了分析和研究，并把這些方法應(yīng)用于HT-7托卡馬克電子密度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理中。根據(jù)托卡馬克等離子體物理提出了一種新的反演托卡馬克電子密度空間分布的方法：基于等磁通面反演托卡馬克電子密度空間分布。此方法在非圓截面托卡馬克中將有很好的應(yīng)用前景。
　　 在托卡馬克中一般采用激光干涉儀來測量等離子體的弦電子平均密度。由于激光干涉儀有時(shí)候存在很大的干擾，并且只能輸出0到2萬的相位差，導(dǎo)

2、致密度信號的翻轉(zhuǎn)。這使得對密度原始信號的處理變得很困難，這是整個(gè)數(shù)據(jù)處理過程的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，得到真實(shí)可靠的密度弦測量信號是準(zhǔn)確進(jìn)行密度空間分布反演計(jì)算的前提。我們通過對已有密度處理算法的研究，比較各種算法的優(yōu)、缺點(diǎn)，對原有的密度濾波算法進(jìn)行了改進(jìn)，并利用小波分析對密度信號進(jìn)行高頻去噪音處理，很好的還原了密度的真實(shí)信號。
　　 用于物理量空間分布反演計(jì)算的傳統(tǒng)方法是阿貝爾反演法，阿貝爾反演法只能解決具有一定對稱性的物理量的空間分布反

3、演問題。為了改善等離子體邊緣雜質(zhì)條件和約束性能，許多托卡馬克裝置先后采用了先進(jìn)的偏濾器技術(shù)，導(dǎo)致了等離子體截面的變化。等離子體位形由原來的近圓位形演變成了具有橢圓形變加三角形變的單零、雙零等復(fù)雜形態(tài)的位形。在此情況下，阿貝爾反演方法已經(jīng)不再適用。所以必須尋找一種適合于非圓截面托卡馬克密度空間分布反演計(jì)算的方法。
　　 由托卡馬克等離子體平衡理論可知等離子體處在平衡時(shí)，等離子體磁面就是等壓面和等密度面。由于現(xiàn)代托卡馬克裝置截面不斷

4、擴(kuò)大以及控制技術(shù)的進(jìn)步，一般能夠獲得等離子體的平衡。因此本文提出了利用等離子體平衡反演程序EFIT（Equilibrium Fitting code）反演得到的等離子體磁通面來反演密度的空間分布。本文給出了此算法的原理及HT-7實(shí)驗(yàn)中密度空間分布反演結(jié)果。由于EAST（ExperimentalAdvanced Superconducting Tokamak）托卡馬克中目前只有一道激光干涉儀測量系統(tǒng)，還不能夠進(jìn)行密度空間分布的反演計(jì)算，我