仿星器中的TEM湍流优化
等离子体物理
2015-09-16 v1
摘要
随着新经典优化仿星器的出现，针对湍流输运优化仿星器是重要的下一步。通过磁场位形的塑造，已实现了对离子温度梯度驱动湍流的抑制；本文则致力于抑制捕获电子模（TEM）湍流。近期的解析和数值研究结果表明，当大部分捕获粒子经历有利的反弹平均曲率时，TEM会得到稳定。例如，在Wendelstein 7-X [C.D. Beidler 等人，Fusion Technology 17, 148 (1990)] 及其他Helias型仿星器中便是如此。利用这一认识，我们设计了一个代理函数来估计TEM动力学，从而能够使用STELLOPT [D.A. Spong 等人，Nucl. Fusion 41, 711 (2001)] 程序确定TEM稳定性的最优位形，而无需进行大规模的湍流模拟。我们给出了一个基于TEM主导的仿星器实验装置HSX [F.S.B. Anderson 等人，Fusion Technol. 27, 273 (1995)] 的初步原理验证优化平衡，该平衡在宽广的运行参数空间范围内实现了线性增长率的降低。作为这一特性的一个重要结果，与初始位形相比，湍流热通量水平得以降低。
引用
@article{arxiv.1509.04428,
title = {TEM turbulence optimisation in stellarators},
author = {J. H. E. Proll and H. E. Mynick and P. Xanthopoulos and S. A. Lazerson and B. J. Faber},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.04428},
year = {2015}
}