用于托卡马克中共振磁扰动控制新经典撕裂模的模拟方法

摘要

本发明属于磁约束受控核聚变领域托卡马克装置放电的数值模拟，涉及一种用于托卡马克中共振磁扰动控制新经典撕裂模的模拟方法。根据托卡马克上线圈组中的电流数据，利用毕奥‑萨伐尔定律求解出感应磁场；根据大环径比近似下，积分得到感应磁场对应的极向磁通的表达式；利用傅里叶变换伪谱方法，把磁通变换成不同模数的分量，得到其在托卡马克中位形下的三维分布，并耦合到磁流体方程中，利用Crank‑Nicolson方法求解存在共振磁扰动下的磁场随时间的演化，以此来研究其对新经典撕裂模的影响。本发明能模拟出新经典撕裂模锁模、抑制和场穿透等物理过程，计算效率高、数值稳定性较好，是一种高效且能准确模拟实验的数值方法。