聚變等離子體中高能量粒子與波相互作用的非線性數(shù)值模擬研究的開題報(bào)告

聚變等離子體中高能量粒子與波相互作用的非線性數(shù)值模擬研究的開題報(bào)告題目：聚變等離子體中高能量粒子與波相互作用的非線性數(shù)值模擬研究一、選題背景聚變等離子體中的高能量粒子是聚變反應(yīng)中能量輸送的主要載體，對(duì)于實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)具有重要作用。而高能量粒子與波的相互作用是聚變能量輸運(yùn)的基礎(chǔ)過程之一。目前，實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)取得了一些成果，但是由于等離子體參數(shù)的復(fù)雜性和實(shí)驗(yàn)的難度，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍然有限。因此，需要通過理論模擬手段深入研究等離子體中高能量粒子與波的相互作用過程。二、研究目的和意義本課題旨在通過非線性數(shù)值模擬手段，研究聚變等離子體中高能量粒子與波相互作用的機(jī)制、規(guī)律及其對(duì)等離子體熱輸運(yùn)過程的影響，對(duì)聚變等離子體的能量輸送及其性能提升具有重要的科學(xué)和工程應(yīng)用價(jià)值。三、研究方法和內(nèi)容1.研究方法本研究將采用非線性數(shù)值模擬方法，在聚變等離子體中高能量粒子與波相互作用過程中建立數(shù)值模型，從而探究粒子與波的耦合行為，分析非線性效應(yīng)對(duì)聚變等離子體熱輸運(yùn)性能的影響。2.研究內(nèi)容(1)建立聚變等離子體中高能量粒子與波耦合模型，探究高能量粒子和波之間的相互作用機(jī)制；(2)研究非線性效應(yīng)對(duì)聚變等離子體中高能量粒子和電磁波相互作用過程的影響；(3)探究高能量粒子與波相互作用過程對(duì)聚變等離子體熱輸運(yùn)性能的影響，分析等離子體熱輸運(yùn)的物理機(jī)制。四、研究計(jì)劃1.研究階段及時(shí)間節(jié)點(diǎn)(1)文獻(xiàn)綜述和理論分析：2個(gè)月(2)建立聚變等離子體中高能量粒子與波耦合模型：3個(gè)月(3)開展數(shù)值模擬驗(yàn)證：6個(gè)月(4)數(shù)據(jù)分析和結(jié)果總結(jié)：2個(gè)月2.研究條件和保障(1)研究條件：計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬軟件、聚變等離子體理論知識(shí)、數(shù)值方法和處理分析軟件等。(2)研究保障：實(shí)驗(yàn)室、研究設(shè)備和軟件。五、研究預(yù)期成果本研究預(yù)期獲得以下研究成果：(1)建立聚變等離子體中高能量粒子與波相互作用的非線性數(shù)值模擬模型；(2)揭示非線性效應(yīng)對(duì)聚變等離子體熱輸運(yùn)性能的影響規(guī)律；(3)提出提高聚變等離子體熱輸運(yùn)性能的策略和建議。六、參考文獻(xiàn)[1]BravenecR,KolesnikovRA,DuBoisD.ITERpre-conceptualdesignreport.IAEA-TECDOC-1069,InternationalAtomicEnergyAgency,Vienna,1994.[2]RosenbluthMN,etal.Nonlinearstudiesofelectrostaticturbulenceinatokamakplasma.