EAST托卡马克装置上鱼骨模的模拟研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11605245
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    申伟
  • 依托单位：
    中国科学院合肥物质科学研究院
  • 学科分类：
    A2904.磁约束等离子体
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Fishbone instabilities are internal kink modes driven by energetic particles, and they could lead to large energetic particle transport and associated losses. As a result, understanding of fishbone instabilities is crucial in tokamak physics. So far, fishbone instabilities have been observed in the neutral beam injection plasmas in EAST tokamak. However, related numerical simulation of fishbones in EAST tokamak has not been carried out. This project plans to carry out numerical simulation of fishbone instabilities in EAST tokamak by using magnetohydrodynamic-kinetic hybrid code M3D-K. The simulation results will be compared to EAST experiment measurements directly, and the nonlinear evolution of fishbone instabilities, as well as the effects of toroidal rotation and passing particles on fishbone instabilities will be analysed, and the possibility to drive fishbone instabilities by using various auxiliary heating methods on EAST will be explored. The goal of this project is to provide the interrelated basis for the explanation, analysis and prediction of fishbone instabilities in EAST experiments.
鱼骨模是由高能粒子激发的内扭曲模不稳定性，该模式的存在会导致高能粒子的大量输运以及损失。因此，对于鱼骨模不稳定性的研究与理解是托卡马克物理中的一项重要内容。目前，在有中性束注入条件下的EAST托卡马克装置上观测到了鱼骨模不稳定性，但是缺乏相关的数值模拟工作。本项目拟针对EAST托卡马克装置，使用磁流体-动理学混合模型程序M3D-K开展鱼骨模的数值模拟工作，重现实验中所观测到的鱼骨模不稳定性，分析鱼骨模非线性扫频阶段演化特征以及环向旋转和通行离子对鱼骨模的影响，探索EAST装置上各种辅助加热手段激发鱼骨模的可能性。本课题的目标是为EAST实验中鱼骨模结果的解释、分析以及预测提供相关参考依据。

结项摘要

鱼骨模是由高能粒子激发的内扭曲模不稳定性，该模式的存在会导致高能粒子的大量输运以及损失。因此，对于鱼骨模不稳定性的研究与理解是托卡马克物理中的一项重要内容。2014年，在有中性束注入条件下的EAST托卡马克装置上首次观测到了鱼骨模不稳定性，但是缺乏相关的数值模拟工作。本项目针对EAST托卡马克装置，使用磁流体-动理学混合模型程序M3D-K开展鱼骨模的数值模拟工作，重现了实验中所观测到的鱼骨模不稳定性，分析鱼骨模非线性扫频阶段演化特征。另外，本项目模拟发现在EAST参数条件下，当高能离子压强增大到超过一定阈值时，被激发的不稳定性会由鱼骨模转变为更高频率的比压阿尔芬本征模。另外，本项目针对EAST参数开展了反剪切安全因子剖面条件下鱼骨模的数值模拟工作，分析了双q=1面鱼骨模以及非共振鱼骨模的线性不稳定性以及非线性演化。此外，本项目开展了EAST参数条件下环向阿尔芬本征模不稳定性模拟研究、高阶q=1高能量粒子不稳定性的模拟研究、通行高能量离子激发鱼骨模相关理论模拟研究等等，为EAST实验中高能量粒子激发不稳定性结果的解释、分析以及预测提供相关参考依据。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Hybrid simulation of fishbone instabilities in the EAST tokamak
EAST 托卡马克鱼骨不稳定性的混合模拟
  • DOI：
    10.1088/1741-4326/aa7f9c
  • 发表时间：
    2017-08
  • 期刊：
    Nuclear Fusion
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Shen Wei;Xu Liqing;Li Guoqiang;Liu Chengyue;Wang Feng;Fu G. Y.;Fu G. Y.;Fu GY
  • 通讯作者：
    Fu GY
Energetic particle modes of q=1 high-order harmonics in tokamak plasmas with monotonic weak magnetic shear
单调弱磁剪切托卡马克等离子体中 q=1 高次谐波的高能粒子模式
  • DOI：
    10.1063/1.4981935
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Physics of Plasmas
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Ren Zhen-Zhen;Wang Feng;Fu G. Y.;Shen Wei;Wang Zheng-Xiong
  • 通讯作者：
    Wang Zheng-Xiong
High frequency fishbone driven by passing energetic ions in tokamak plasmas
由通过托卡马克等离子体中的高能离子驱动的高频鱼骨
  • DOI：
    10.1088/1741-4326/aa5b3c
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Nuclear Fusion
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Wang Feng;Wang Feng;Fu G. Y.;Yu L. M.;Fu G. Y.;Fu G. Y.;Shen Wei;Fu GY;Fu GY;Fu GY
  • 通讯作者：
    Fu GY
Nonlinear evolution of energetic-particles-driven waves in collisionless plasmas
无碰撞等离子体中高能粒子驱动波的非线性演化
  • DOI：
    10.1063/1.5028528
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Physics of Plasmas
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Li Shuhan;Liu Jinyuan;Wang Feng;Shen Wei;Li Dong
  • 通讯作者：
    Li Dong
Simulations of toroidal Alfvén eigenmode excited by fast ions on the Experimental Advanced Superconducting Tokamak
实验先进超导托卡马克上快离子激发的环形阿尔文本征模的模拟
  • DOI：
    10.1063/1.5023538
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    physics of plasmas
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Youbin Pei;Nong Xiang;Wei Shen;Youjun Hu;Y. Todo;Deng Zhou;Juan Huang
  • 通讯作者：
    Juan Huang

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其他文献

TAK1抑制剂5Z-7-oxozeaenol对大鼠脑外伤海马CA1区的神经保护作用的研究
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  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
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  • 作者：
    孙青;庄宗;陈振瑞;申伟
  • 通讯作者：
    申伟
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    北京汽车
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    申伟
  • 通讯作者：
    申伟
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  • DOI：
    10.19540/j.cnki.cjcmm.20200730.503
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    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贾敏;鲁嵒;张允岭;廖星（通讯）;梁晓;申伟;魏竞竞;雷林;陈倩;付国静
  • 通讯作者：
    付国静
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    10.1017/s0022377820001440
  • 发表时间：
    2020-12
  • 期刊：
    Journal of Plasma Physics
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    朱翔;曾龙;仇志勇;郝保龙;申伟;顾翔;吴木泉;唐天;钱金平;刘海庆;江堤;徐立清;张继宗;刘永;臧庆;揭银先;高翔;林晓东
  • 通讯作者：
    林晓东
两种异质结太阳能电池聚合物供体材料的设计与理论性质
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Acta Chimica Sinica
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    刘小锐;陈春香;何荣幸;申伟;李明
  • 通讯作者：
    李明

其他文献

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申伟的其他基金

EAST以及未来CFETR托卡马克装置上高能量粒子激发不稳定性以及其输运的模拟研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2019
  • 资助金额：
    65 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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