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核聚变与等离 中国核科学技术进展报告第二卷 子体物理分卷 年 月 分析法在磁扰动测量分析中的应用 孙腾飞刘 仪季小全徐 媛 核工业西南物理研究院四川 成都 摘要在托卡马克等离子体中撕裂模磁岛在不同空间位置的流速有何不同目前这一点还不是很清楚通过分析磁 场信号的变化能够研究等离子体中撕裂模磁岛的许多状态演化特征为了研究撕裂模磁岛中的流速分布演化在 托卡马克上将粒子图像测速法 用于磁场测量信号中撕裂模的分析首先利用磁探针测量数据反演二维 磁岛结构然后对信号中的撕裂模进行 分析研究先分析了撕裂模磁岛中 点 点处的流速分布对磁岛内等离 子体粒子和热量输运的影响另外分析还表明在等离子体破裂中在磁岛的分界点处扰动场除了旋转的速度之外 还有向外扩大与向内压缩的速度而且向外扩大的速度要大于向内压缩的速度 关键词 托卡马克撕裂模磁场测量粒子图像测速 磁流体力学 不稳定性是托卡马克等离子体研究的重要内容之一撕裂模磁岛是主要的 不稳定性之一磁岛结构及其演化对于理解和控制 不稳定行为是非常重要而在托卡 马克等离子体中撕裂模磁岛在不同空间位置的流速有何不同目前这一点还不是很清楚 是 世纪 年代末发展起来的一种瞬态多点无接触式的流 体力学测速方法近几十年来得到了不断发展与完善 技术的特点是超出了单点测速技术如 的局限性能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息并可提供丰富的流场空间结构 以及流动特性将其用于磁流体不稳定性分析可以得到撕裂模磁岛在不同空间位置的流速分布规 律这对于了解 不稳定性运行的内部机制具有积极的意义 利用磁探针测量数据结合平衡反演 编码给出的 平衡场通量与 面的位置 借助于模拟扰动电流反演出二维磁岛结构 本文主要是在磁岛结构反演的基础上将粒子图像测 速 法用于磁场测量信号中撕裂模的分析来研究撕裂模磁岛在不同空间位置的流速分布 第一节介绍了 分析法的原理第二节讲述 分析法在分析撕裂模磁岛的流速分布中的 应用第三节是结论 分析法的原理 法测速是通过测量示踪粒子在已知很短时间间隔内的位移来间接地测量流场的瞬态速度分 布若示踪粒子有足够高的流动跟随性示踪粒子的运动就能够真实地反映流场的运动状态 技术就是通过测量示踪粒子的瞬时平均速度实现对二维流场测量的 技术的原理就是使用 等摄像设备获取示踪粒子的运动图像然后对示踪粒子的运动图像进行互相关分析就可以获得二维 流场的流速分布假设流场中在二维平面中运动的某示踪粒子的在两个方向上的位移分别为