J-TEXT装置上的三维磁场分析研究

为了解决二维磁场位形的局限性,对三维磁场位形的研究势在必行。基于J-TEXT平衡参数,利用VMEC程序求解得到J-TEXT装置的三维磁场位形。此外,分析了等离子体电流、压强对磁场位形的影响,论证了VMEC程序应用在J-TEXT上的可行性。结果表明,VMEC程序能够初步满足J-TEXT装置的三维磁场位形研究要求,为后续装置三维磁场位形优化提供理论和工程借鉴意义。通过比较不同的等离子体电流,压强剖面对三维磁场的计算结果,表明了等离子体电流能够改变极向磁场强度,增大压强剖面使等离子体环状膨胀,磁轴外移。     

固定边界平衡方程的数值求解

采用基于能量原理的变分法求解等离子体平衡方程,在给定的压强和环向电流密度分布情况下,采用变步长默森法对平衡方程进行了数值求解,得到了D型截面下极向和环向磁场分布.采用NSTX装置参数计算所得结果与文献结果一致.开发的固定边界平衡方程求解程序具有通用性特点,可以模拟不同装置的平衡位型.     

固定边界Grad-Shafranov方程的求解

针对D型截面的托卡马克中等离子体平衡问题进行了研究.在研究中首先从磁流体力学平衡方程出发推导出描述等离子体平衡问题的Grad-Shafranov方程的理论表达式,并分析其在固定边界区域内的求解途径;然后在给定的压强分布情况下采用基于能量形式的变分法对其进行了数值计算,并在一定的误差范围内得到了极向磁通的图像以及等离子体的平衡位形分布;最后求出了D-型截面下的极向磁场以及环向磁场分布.     

基于Corsica的EAST等离子体平衡计算

等离子体平衡是托卡马克等离子体放电和控制的基础,文章利用Corsica程序,结合实验给出EAST放电过程中等离子体平衡位形的建立和等离子体电流、密度及温度剖面分布信息;同时在平衡位形建立的基础上开展了放电模拟研究,脉冲过程中等离子体电流稳定演化、等离子体大半径和小半径等重要参数的模拟结果与实验吻合较好.     

固定边界Grad-Shafranov方程的数值求解

本文针对D型截面的托卡马克中等离子体平衡问题进行了研究。在研究中首先从磁流体力学平衡方程出发推导出描述等离子体平衡问题的Grad-Shafranov方程的理论表达式,并分析其在固定边界区域内的求解途径;然后在给定的压强分布情况下采用基于能量形式的变分法对其进行了数值计算,并在一定的误差范围内得到了极向磁通的大致图像以及等离子体的平衡位形分布;最后求出了D-型截面下的极向磁场以及环向磁场分布。     

固定边界Grad-Shafranov方程的数值求解

本文针对D型截面的托卡马克中等离子体平衡问题进行了研究。在研究中首先从磁流体力学平衡方程出发推导出描述等离子体平衡问题的Grad-Shafranov方程的理论表达式,并分析其在固定边界区域内的求解途径;然后在给定的压强分布情况下采用基于能量形式的变分法对其进行了数值计算,并在一定的误差范围内得到了极向磁通的大致图像以及等离子体的平衡位形分布;最后求出了D-型截面下的极向磁场以及环向磁场分布。     

开位形磁场中的螺旋星风

考虑磁场和速度环向分量的影响，讨论了开位形磁场中等离子体的运动。结果表明，磁场和速度的环向分量对磁流体力学方程的出产生重要影响。螺旋星风的形成需要较大的径向初速度和较大的表面压强，磁场和速度的环向分量对星风径向速度和增长起制约作用。     

在感应电场下射频电流驱动与等离子体平衡

本文从漂移动力论准线性Ｆｏｋｋｅｒ一Ｐｌａｎｃｋ方程出发，推导出在感应电场存在下，射频波驱动等离子体电流由新经典电流ｊＮＣ、射频驱动电流ｊＲＦ、欧姆电流ｊｏｈ和附加电流ｊｌ组成，并给出了在高相速度极限下的解析式．在密度、温度分布给定下，若与波迹方程和波功率变化方程相结合，可以求出ｊｌｌＢ在极向通量表面上的平均值（ｊｌｌＢ），从而可以求解描述等离子体平衡的Ｇｒａｄ－Ｓｈａｆｒａｎｏｖ方程，获得自洽的通量以及等离子体的平衡参量．     

均匀带电圆盘转动下的磁场分布

文章通过麦克斯韦方程导出电磁辐射公式,在圆盘上任取一个带电小圆环,小圆环转动形成电流,电流产生电磁场,利用场强叠加原理得整个带电环产生的电磁场,再计算整个圆盘绕对称轴匀速转动产生的电磁场,并进行适当的讨论.     

EAST托卡马克等离子体电流和位形演化的数值模拟

EAST托卡马克是世界上第一台全超导托卡马克装置.文章利用普林斯顿大学开发的著名托卡马克模拟程序对EAST的首轮放电中等离子体电流和位形的控制进行了数值模拟,获得的结果与实验吻合得很好,说明控制系统的稳定性.同时模拟结果对EAST今后开展等离子体平衡和控制系统设计有重要的参考价值.     

圆环传动及其啮合原理

本文简述了圆环传动原理之后，利用转化机构原理，导出了传动比计算公式；利 用圆矢量函数和活动标架理论，建立了圆环螺旋线方程式、圆环齿面方程式及诱导主 曲率公式；并依据圆环螺线的成形原理．将圆环蜗杆的上述有关方程式合成为统一的 形式。 本文给出的公式概念明确，表达形式简洁，可用于圆环传动的设计计算中，是圆 环传动的理论基础。     

含转子位置信息的永磁超环面电机终端滑模控制

根据永磁超环面电机特殊的转子结构,建立了该电机的电磁参数方程,并推导了含行星轮转子位置信息的时变数学模型,应用状态空间法分析了该电机的周期波动特性。结合超环面电机的时变参数,完成了对其PI控制器的参数整定。结合行星轮自转引起的参数摄动,将闭环系统反馈得到转子位置信息引入到终端滑模控制器中,使控制器参数跟踪超环面电机的时变参数。将终端滑模控制与PI控制的仿真结果对比分析,结果表明：该控制策略有效地削弱了永磁超环面电机输出性能上的周期波动,并且具有良好的响应速度、抗干扰性和鲁棒性。     

楔块滑落试验分析及其判别方法

利用自行开发研制的试验平台,基于大量实验室岩石楔块滑落试验结果,提出了极限平衡状态时楔块滑落与否的判别新准则.通过对楔块滑落过程及其极限平衡状态的研究,得到不同条件下描述楔块滑落状态的β-α(倾斜角-旋转角)关系曲线的函数方程.定量分析了岩体结构面参数(产状、粗糙度系数JRC)对所提函数方程中相关系数取值的影响,给出了利用楔块粗糙度系数JRC与结构面交角ω求β-α函数方程的方法.     

带角圆铣刀在曲面NC加工中的工作姿态问题

给出了带角圆铣刀在曲面凹向行距的双曲域或椭圆域ＮＣ加工中铣刀工作姿态相关公式和行距定量计算模型,纠正了有关文献的疏漏,并用简例进行了验证,为带角圆铣刀正确选用提供了依据。     

各种二次包络环面蜗杆传动的内在关系和类型选择

各种类型的二次包络环面蜗杆传动之间存在着统一的内在关系。本文主要研究反映这种关系的建立在啮合理论基础上的统一的典型传动条件方程.研究的结论有助于传动的正确设计和类型的合理选择,并为研究新型二次包络环面蜗杆传动提供了理论基础和新思路.     

油液激励转子不稳定性的计算机仿真

基于Muszynska的理论,介绍了一种新的轴颈轴承转子振动的计算机仿真方法。转动过程中,轴颈轴承的转子依靠滑油油膜形成的油楔保持平衡,轴承受力可描述为旋转的弹簧阻尼系统。以轴心线为原点的复坐标系描述转子的运动,位置矢量的实部表示转子X方向的位移,虚部表示垂直方向的位移,即Y轴方向,运动方程为时间的复变量函数,方程参数亦为复数。描述了如何利用Simulink进行转子系统的计算机仿真,不同步干扰力的作用下转子运动的不稳定性及其振动模式。利用Simulink进行的转子系统的仿真进一步证实了Muszynska模型,仿真结果与具体的实验结果一致。     

深水含浅层流地层无隔水管领眼钻井水力参数计算

综合应用动态压井系统的无隔水管领眼钻井技术是处理深水含浅层流地层地质灾害的有效手段之一。针对无隔水管钻井技术特点,进行了无隔水管领眼钻井技术在深水含浅层流地层的适应性分析。基于油气井流体力学和渗流理论,考虑了浅层流实时钻进过程中地层漏失或侵入井筒动态过程的影响,建立了无隔水管钻进的平衡方程、连续性方程、运动方程和辅助方程,为钻井水力参数的设计与求解提供了依据,并以南中国海W-X01井为例,对计算方法进行验算与对比分析。现场实例计算表明:钻井液排量、钻进速度、钻杆转速是无隔水管海水钻进过程中的主要控制性施工参数,通过施工参数可调整环空压耗大小,进而控制井底压力;环空压耗随钻井液排量的增大而增大,且领眼尺寸越小环空压耗增大的趋势越大;同时,环空压耗随钻杆转速的增大而增大。此方法可以用于指导深水含浅层流地层的无隔水管领眼钻进设计与施工。