J-TEXT托卡馬克三維磁場(chǎng)分布研究.pdf

1、磁場(chǎng)位形在托卡馬克聚變實(shí)驗(yàn)研究中有著至關(guān)重要的作用。鐵芯托卡馬克裝置中，鐵芯的存在使得磁場(chǎng)分布的計(jì)算難度相對(duì)增加。為方便計(jì)算，建立了一些二維解析鐵芯模型。這些模型由于前提假設(shè)的不同而給磁場(chǎng)分布的計(jì)算帶來(lái)了不同的邊界條件，因而得到的磁場(chǎng)分布計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況有所偏差。為了獲得鐵芯托卡馬克的極向磁場(chǎng)三維分布，建立了帶鐵芯的極向磁場(chǎng)線圈三維數(shù)值模型，計(jì)算鐵芯托卡馬克的三維磁場(chǎng)，并與不同鐵芯模型的磁場(chǎng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。從而研究鐵芯托卡馬克的三維

2、磁場(chǎng)的極向分量在環(huán)向上的不對(duì)稱性。
　　J-TEXT托卡馬克三維磁場(chǎng)分布不僅包括極向磁場(chǎng)，同時(shí)還要縱向磁場(chǎng)。理想的托卡馬克縱場(chǎng)是環(huán)向均勻的，但是由于線圈之間存在的間隙導(dǎo)致縱場(chǎng)在環(huán)向存在變化，即縱場(chǎng)波紋，縱場(chǎng)紋波對(duì)等離子體約束性能有很大影響。因此準(zhǔn)確建立了J-TEXT托卡馬克的縱向磁場(chǎng)線圈系統(tǒng)，從而更精確地計(jì)算縱場(chǎng)的波紋度，并研究縱場(chǎng)線圈系統(tǒng)的其他特點(diǎn)。
　　為了最大化地利用關(guān)于鐵芯條件下的極向磁場(chǎng)和縱場(chǎng)線圈系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的研

3、究成果，并更好地研究托卡馬克磁面，設(shè)計(jì)了普適的磁力線追蹤程序。導(dǎo)入磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)庫(kù)即可通過(guò)磁力線追蹤的原理繪制起始點(diǎn)所在磁面。利用該程序?qū)Ρ攘私o不同線圈通電情況下的磁面異同。
　　本工作通過(guò)有限元分析法，建立了帶鐵芯的極向磁場(chǎng)線圈系統(tǒng)和縱場(chǎng)線圈系統(tǒng)的有限元模型。利用它們對(duì)單獨(dú)通入不同線圈組電流情況下的磁場(chǎng)分布進(jìn)行了有限元計(jì)算并導(dǎo)出一定分辨率條件下部分空間內(nèi)所有點(diǎn)的磁場(chǎng)，從而建立了若干三維磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)庫(kù)。由于磁場(chǎng)可以線性疊加，在一定的