EAST托卡马克内部等离子体电流的模型建立与研究的开题报告一、选题背景托卡马克是目前研究核聚变能的主要实验设备之一。在托卡马克内部，等离子体的电流是掌握其行为规律的关键因素之一。因此，研究托卡马克内部等离子体电流的模型建立及其规律具有重要的科学意义和应用价值。二、研究现状目前，对于托卡马克内部等离子体电流的研究，国内外学者采用了多种不同的方法和模型进行探究。1.根据等离子体内的电子温度、密度等参数，运用等离子体物理基本理论，构建等离子体内部电子流和离子流的漂移扩散模型，进而建立等离子体电流模型。2.计算机模拟方法，通过建立托卡马克内部等离子体的三维模型，模拟等离子体的运动特性、电子流和离子流的漂移扩散等过程，最终得到等离子体电流模型。3.基于人工神经网络的建模方法，利用神经网络结构以及样本数据输入，实现从数据集中找出数据之间的联系和规律，推断出托卡马克内部等离子体电流规律。4.基于控制理论的建模方法，利用托卡马克自身控制系统中的反馈和控制机理，构建反馈控制模型，从而探究内部等离子体电流变化的特征和规律。以上方法各有优劣，但都为托卡马克内部等离子体电流模型建立提供了参考和思路。三、研究内容和方法本文拟采用计算机模拟方法，以EAST托卡马克为对象，建立三维等离子体模型，模拟等离子体的运动变化、电子流和离子流的漂移扩散过程，进而推导出等离子体电流的变化规律和统计特征。1.模型建立本文将根据EAST托卡马克的实际参数，建立三维等离子体模型。通过仿真计算，得到等离子体在给定条件下的电子流和离子流的漂移扩散过程，以此为基础建立内部等离子体电流模型。2.模拟运算模拟过程中，将考虑等离子体中的温度、密度、电流强度等基本物理量，以及等离子体与材料之间的相互作用、真空室的条件、带电粒子的产生、变化等参数，进行计算与模拟。通过建立数学模型，精确计算托卡马克内部等离子体的变化规律和动态特性。3.数据处理与分析模拟过程中，将实时记录等离子体的运动轨迹、电子流和离子流的漂移扩散过程等数据，通过统计分析、数据挖掘等方法，推导出等离子体电流变化的规律和特征，寻找其背后的物理规律。四、预期成果本文的预期成果包括：1.构建托卡马克内部等离子体电流计算模型，深入探究等离子体内部的电子流和离子流的漂移扩散过程，得到等离子体电流的动态变化规律和统计特征。2.实现对等离子体电流的快速计算和模拟，研究其变化趋势和预测能力，为托卡马克内部等离子体的研究提供重要参考。3.增加对托卡马克等离子体物理特性的认识，为未来核聚变能研究提供一定的理论基础和技术支持。五、研究意义通过本文的研究，可以更加深入地了解托卡马克内部等离子体的物理特性和电流变化规律，为托卡马克的运行和核聚变能的实现提供理论支持和技术保障。同时，不同建模方法的比较和分析，也可以为今后其他类似问题解决提供参考方法和研究思路。