低杂波电流驱动（LHCD）系统的研究

论文题目: 低杂波电流驱动（LHCD）系统的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 宋卫国

导师: 曹云露,朱文华

关键词: 低杂波电流驱动,天线,托卡马克,波导传输线,稳态运行

文献来源: 安徽理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 低杂波电流驱动(LHCD)系统是一种用于托卡马克实验装置的非感应加热方法,本文对它做了初步的研究。建设低杂波系统的目的是长时间地维持等离子体电流,以便实现托卡马克装置的长脉冲运行。实现托卡马克的稳态运行对于建成托卡马克受控聚变堆具有十分重要的意义。低杂波系统主要由微波天线、主波导传输线、真空室和波源组成。本文详细地介绍了主波导传输线,提出了用两种不同材料构成的复合材料来加工主波导,并对它做了力学分析。这样不但可以使主波导结构更可靠,而且可以传热和消除涡流。微波天线是整个低杂波传输线系统的心脏部位,其结构复杂性(含有160个子波导)给设计、加工和装配都带来了很大的困难。由于微波传输会在天线留下很多热量,所以如何把这些热量及时带走也是本课题研究的一个重点。这种低杂波系统已经证明了具有非常好的能量传输能力。LHCD低杂波系统建成后将是世界上最长脉冲的大功率低杂波系统之一,且具有较高的实验灵活性。在今后的HT-7U装置实验中将可以依靠低杂波驱动电流长时间地维持等离子体电流。

论文目录:

摘要

Abstract

目录

第一章 绪论

1.1 能源问题及其解决途径

1.1.1 能源问题及托卡马克

1.1.2 世界能源问题及其发展趋势

1.2 国内外托卡马克发展状况

1.2.1 世界托卡马克发展状况

1.2.2 我国托卡马克发展状况

1.3 建设超导托卡马克装置的战略意义及合作之路

1.4 研究低杂波的意义

第二章 低杂波电流驱动系统总体结构设计

2.1 概念设计

2.1.1 低杂波和微波

2.1.2 辅助加热和电流驱动

2.1.3 微波传输线和天线

2.1.4 LHCD的国内外现状和发展概况

2.2 物理设计

2.2.1 HT-7U低杂波系统物理设计的基本要求

2.2.2 HT-7U低杂波系统具备的基本特色

2.3 工程设计

2.3.1 结构分析

2.3.2 低杂波系统的设计方案

第三章 矩形波导的力学分析

3.1 矩形波导结构

3.1.1 制造材料及尺寸

3.1.2 受力简化模型

3.1.3 矩形波导力学分析的必要性

3.2 矩形波导的力学分析

3.2.1 复合材料的力学行为

3.3 有限元分析法

3.3.1 有限元理论

3.3.2 矩形波导的模型建立

3.3.3 定义复合材料特性及划分网格

3.3.4 结果分析

第四章 天线的设计及冷却

4.1 微波传输线

4.1.1 传输线基础知识

4.1.2 非感应加热

4.1.3 矩形波导及其传输特性

4.2 天线的设计

4.2.1 天线设计原理

4.2.2 天线结构

4.3 天线冷却研究

4.3.1 冷却液的选择

4.3.2 波导的传热分析理论基础

4.3.3 对流换热的数学描述

4.3.4 天线的冷却分析

4.3.5 冷却的计算

第五章 真空室和真空系统

5.1 真空室设计

5.1.1 真空的概念

5.1.2 真空设计

5.2 真空密封

5.3 真空材料

5.4 真空室的表面清洗及烘烤

5.5 抽气技术

5.6 焊接

第六章 低杂波电流驱动系统的试验天线

6.1 低杂波电流驱动系统的试验天线

6.2 试验天线功率谱的设计值

6.3 试验天线的测量系统

6.3.1 微波测量系统组成

6.3.2 网络分析仪和波导—同轴转换器

6.4 测量器件的测量精度检测及定标

6.4.1 测量器件的精度检测

6.4.2 测量器件的定标

6.5 试验天线的测量

6.6 试验天线的测量结果和分析

6.6.1 反射分析

6.6.2 相位差异分析

6.6.3 功率谱分析

第七章 全文总结

7.1 全文总结

7.2 工作展望

致谢

参考文献

发布时间: 2008-05-12

参考文献

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