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射频波注入磁化等离子体的数值模拟

作　者: 程紫娟
导　师: 江中和
学　校: 华中科技大学
专　业: 脉冲功率及等离子体
关键词: 波加热全波解受激拉曼散射时域有限差分方法并行计算
分类号: TL612
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在托卡马克中波加热的物理现象是研究的重要方面。数值模拟是研究波加热的重要手段。离子回旋波加热的全波解数值模拟只有近二十年的历史,程序方面主要有M.Brambilla为代表的TORIC code和以E.F.Jaeger为代表的AORSA code。这些全波解code在电磁场的算法上来说依然存在一些问题有待解决。现代计算电磁学中的时域有限差分算法(FDTD)被认为最有可能解决那些问题。随着并行技术的出现,可以解决电磁计算中计算量大的问题。本文主要介绍全波解的数值算法。本文主要还是介绍线性方程的数值求解,以及非线性的不稳定性如受激拉曼散射(SBS)。在线性模型下,比较了FDTD显式差分方法和半隐式差分方法在色散稳定性方面的区别。非线性模型方面,采用了显式FDTD方法和MacCormack格式进行数值计算,得到了初步的非线性结果。这些方法均采用并行计算方法,并在并行情况下对边界条件进行了初步的探究。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-11
  1.1 论文研究的背景及其意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 本论文所做工作  10-11
2 数学物理模型  11-15
  2.1 物理模型  11-12
  2.2 基本方程组  12-14
  2.3 小结  14-15
3 数值算法  15-25
  3.1 时域有限差分方法原理  15-22
  3.2 MacCormack 差分方法  22-24
  3.3 小结  24-25
4 边界条件设置  25-35
  4.1 吸收边界条件  25-28
  4.2 激励源  28-30
  4.3 边界条件  30-34
  4.4 小结  34-35
5有限差分方法的并行程序设计  35-47
  5.1 并行计算简介  35-38
  5.2 有限时域差分方法的并行化  38-42
  5.3 本论文的并行化工作  42-46
  5.4 小结  46-47
6 数值验证  47-59
  6.1 色散关系的分析  47-50
  6.2 算例验证  50-58
  6.3 小结  58-59
7 总结和展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-63

射频波注入磁化等离子体的数值模拟

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