伏秒优化的方法课件

等离子体电流爬升段的伏秒消耗及优化分析

学生：刘成岳

导师：肖炳甲吴斌

等离子体物理研究所2009-12-18

ASIPP等离子体电流爬升段的伏秒消耗及优化分析ASIPP汇报内容研究背景伏秒消耗计算模型伏秒消耗及优化分析总结

ASIPP汇报内容研究背景ASIPP研究背景研究动机EAST运行目标是1000s长脉冲运行及在稳态运行下改善约束托卡马克是脉冲运行模式，来自系统的伏秒数是有限的伏秒优化的方法扫描不同的等离子体爬升率分析爬升段等离子体各伏秒消耗份额，等离子体内感li，Ejima系数CE目标提高欧姆驱动效率在伏秒优化与稳定性之间建立平衡点

ASIPP研究背景研究动机ASIPP伏秒消耗计算模型功率平衡计算（Ejima首先应用于DoubletIII装置

）

ASIPP

伏秒消耗计算模型功率平衡计算（Ejima首先应用于Doubl伏秒消耗计算模型

ASIPP伏秒消耗计算模型ASIPP伏秒消耗计算模型

ASIPPEjima系数伏秒消耗计算模型ASIPPEjima系数伏秒消耗及优化分析

CoilNo.Ratedcurrent(kA)Max.voltage(kV)loadsteadyvoltage(V)R1(R2)(mΩ)PS11-14.5~14.51.2280150PS22-14.5~14.51.2280150PS33-14.5~14.51.2280150PS44-14.5~14.51.2280150PS55-14.5~14.51.2280150PS66-14.5~14.51.2280150PS77,9-14.5~14.52.4560150PS88,10-14.5~14.52.4560150PS911-14.5~14.50.6280150PS1012-14.5~14.50.6280150PS1113-14.5~14.50.261601500PS1214-14.5~14.50.261601500PF电源参数指标dI/dtmax=20kA/s

ASIPP伏秒消耗及优化分析

CoilNo.Ratedcurren伏秒消耗及优化分析

等离子体电流IP和PF电流波形(shot#8858)等离子体电流Ip波形PF电流演化波形

ASIPP伏秒消耗及优化分析等离子体电流IP和PF电流波形(shot伏秒消耗及优化分析电感性伏秒消耗用于建立等离子体所需的磁场位形电阻性伏秒消耗用于等离子体内部所需的欧姆加热耗散外部伏秒消耗用于涡流损耗

ASIPP伏秒消耗及优化分析ASIPP伏秒消耗及优化分析

伏秒消耗(shot#8858)极向场提供的伏秒总伏秒、内部伏秒和外部伏秒消耗

ASIPP伏秒消耗及优化分析伏秒消耗(shot#8858)极向场提供伏秒消耗及优化分析time/sTotalRes.Ind.0.20001.271.390.590.333.572.892.030.384.013.122.310.374.733.622.770.35表一伏秒消耗各份额随时间演化（Wb）内部伏秒、阻性伏秒和感性伏秒消耗

ASIPP伏秒消耗及优化分析time/sTotalRes.Ind.0.

ASIPP伏秒消耗及优化分析伏秒优化(shot#8858)

峰值电流Ip与扫描的等离子体电流爬升率无关慢的电流Ip爬升率消耗更多的伏秒数等离子体电流峰值电流Ip随爬升率波形ASIPP伏秒消耗及优化分析伏秒优化(shot#8858

ASIPP

扫描电流爬升率过程中等离子体拉长比几乎保持不变

在电流上升段快速爬升节约伏秒，在平顶段进行位形成形及优化伏秒消耗及优化分析等离子体拉长比k与电流爬升率波形ASIPP扫描电流爬升率过程中等离子体拉长比几乎保持

ASIPP过慢的电流爬升会引起边界冷却导致电流剖面的收缩，引起大的内感，引发密度极限破裂过大的爬升速率带来较小的等离子体内感，较宽的电流密度分布，从而触发m/n有理面撕裂模不稳定性，引起等离子体破裂。优化的爬升率是在伏秒消耗优化和稳定性之间建立的一个平衡点，如图判断优化的电流爬升率为伏秒消耗及优化分析等离子体内感liEjima系数ASIPP过慢的电流爬升会引起边界冷却导致电流剖面的收缩总结

过慢的爬升率耗散更多的欧姆伏秒数

过快的爬升率会带来MHD不稳定事件的发生

优化的爬升率即为在初始爬升率和MHD稳定性之间建立的平衡点利用能量守恒分析了shot#8858炮的伏秒消耗及对其优化的电流爬升率为1.0MA/s总结过慢的爬升率耗散更多的欧姆伏秒数

ASIPP谢谢!ASIPP谢谢!等离子体电流爬升段的伏秒消耗及优化分析

学生：刘成岳

导师：肖炳甲吴斌

等离子体物理研究所2009-12-18

ASIPP等离子体电流爬升段的伏秒消耗及优化分析ASIPP汇报内容研究背景伏秒消耗计算模型伏秒消耗及优化分析总结

ASIPP汇报内容研究背景ASIPP研究背景研究动机EAST运行目标是1000s长脉冲运行及在稳态运行下改善约束托卡马克是脉冲运行模式，来自系统的伏秒数是有限的伏秒优化的方法扫描不同的等离子体爬升率分析爬升段等离子体各伏秒消耗份额，等离子体内感li，Ejima系数CE目标提高欧姆驱动效率在伏秒优化与稳定性之间建立平衡点

ASIPP研究背景研究动机ASIPP伏秒消耗计算模型功率平衡计算（Ejima首先应用于DoubletIII装置

）

ASIPP

伏秒消耗计算模型功率平衡计算（Ejima首先应用于Doubl伏秒消耗计算模型

ASIPP伏秒消耗计算模型ASIPP伏秒消耗计算模型

ASIPPEjima系数伏秒消耗计算模型ASIPPEjima系数伏秒消耗及优化分析

CoilNo.Ratedcurrent(kA)Max.voltage(kV)loadsteadyvoltage(V)R1(R2)(mΩ)PS11-14.5~14.51.2280150PS22-14.5~14.51.2280150PS33-14.5~14.51.2280150PS44-14.5~14.51.2280150PS55-14.5~14.51.2280150PS66-14.5~14.51.2280150PS77,9-14.5~14.52.4560150PS88,10-14.5~14.52.4560150PS911-14.5~14.50.6280150PS1012-14.5~14.50.6280150PS1113-14.5~14.50.261601500PS1214-14.5~14.50.261601500PF电源参数指标dI/dtmax=20kA/s

ASIPP伏秒消耗及优化分析

CoilNo.Ratedcurren伏秒消耗及优化分析

等离子体电流IP和PF电流波形(shot#8858)等离子体电流Ip波形PF电流演化波形

ASIPP伏秒消耗及优化分析等离子体电流IP和PF电流波形(shot伏秒消耗及优化分析电感性伏秒消耗用于建立等离子体所需的磁场位形电阻性伏秒消耗用于等离子体内部所需的欧姆加热耗散外部伏秒消耗用于涡流损耗

ASIPP伏秒消耗及优化分析ASIPP伏秒消耗及优化分析

伏秒消耗(shot#8858)极向场提供的伏秒总伏秒、内部伏秒和外部伏秒消耗

ASIPP伏秒消耗及优化分析伏秒消耗(shot#8858)极向场提供伏秒消耗及优化分析time/sTotalRes.Ind.0.20001.271.390.590.333.572.892.030.384.013.122.310.374.733.622.770.35表一伏秒消耗各份额随时间演化（Wb）内部伏秒、阻性伏秒和感性伏秒消耗

ASIPP伏秒消耗及优化分析time/sTotalRes.Ind.0.

ASIPP伏秒消耗及优化分析伏秒优化(shot#8858)

峰值电流Ip与扫描的等离子体电流爬升率无关慢的电流Ip爬升率消耗更多的伏秒数等离子体电流峰值电流Ip随爬升率波形ASIPP伏秒消耗及优化分析伏秒优化(shot#8858

ASIPP

扫描电流爬升率过程中等离子体拉长比几乎保持不变

在电流上升段快速爬升节约伏秒，在平顶段进行位形成形及优化伏秒消耗及优化分析等离子体拉长比k与电流爬升率波形ASIPP扫描电流爬升率过程中等离子体拉长比几乎保持

ASIPP过慢的电流爬升会引起边界冷却导致电流剖面的收缩，引起大的内感，引发密度极限破裂过大的爬升速率带来较小的等离子体内感，较宽的电流密度分布，从而触发m/n有理面撕裂模不稳定性，引起等离子体破裂。优化的爬升率是在伏秒消耗优化和稳定性之间建立的一个平衡点，如图判断优化的电流爬升率为伏秒消耗及优化分析等离子体内感li