托卡马克装置中纳米灰尘与面向等离子体材料相互作用的模拟与分析

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 高效清洁的新能源—聚变能

1．2 聚变装置中的灰尘

1．2．1 灰尘的产生机制以及清洗技术

1．2．2 装置灰尘的实验结果

1．2．3 灰尘与等离子体相互作用的理论

1．2．4 灰尘的模拟

1．2．5 小结

1．3 本论文研究目标和结构安排

1．4 灰尘与面向等离子体材料研究在其他方面的应用

第2章 分子动力学方法

2．1 基本概念与方法简介

2．2 初始条件和边界条件

2．3 势函数

2．3．1 对势

2．3．2 无方向性多体势

2．3．3 考虑角度效应的多体势

2．4 牛顿运动方程的求解

2．5 误差分析

2．6 分子动力学软件简介

第3章 灰尘颗粒在鞘层中的受力

3．1 等离子体鞘层

3．2 灰尘在鞘层中的受力

3．2．1 双球坐标系

3．2．2 灰尘存在下等离子体鞘层电势

3．2．3 电荷密度

3．2．4 灰尘表面总电荷

3．2．1 灰尘受力计算

3．3 材料表面上灰尘颗粒的受力

3．3．1 双极坐标系

3．3．2 等离子体鞘层电势

3．3．3 电荷密度

3．3．4 灰尘总电荷

3．3．5 灰尘受力

3．4 数值计算和比较

3．5 本章小结

第4章 灰尘与面向等离子体材料相互作用

4．1 灰尘与面向等离子体材料的分子动力学模拟

4．1．1 模拟参数

4．1．2 灰尘与面向等离子体材料的典型作用过程

4．1．3 灰尘速度对灰尘与面向等离子体材料相互作用的影响

4．1．4 灰尘尺寸对灰尘与面向等离子体材料相互作用的影响

4．1．5 入射灰尘数目对灰尘与面向等离子体材料相互作用的影响

4．1．6 铍灰尘与钨材料的作用

4．1．7 钨灰尘与铍材料的相互作用

4．1．8 铍灰尘与铍材料的相互作用

4．1．9 纳米灰尘颗粒与材料相互作用的独特现象

4．1．10 小结与讨论

4．2 灰尘导致的材料溅射

4．3 能量分配

4．4 本章小结

第5章 灰尘与面向等离子体材料相互作用模型

5．1 分析模型

5．1．1 分析模型的推导

5．1．2 关于模型假设的一些讨论

5．2 分析模型与模拟结果的比较

5．2．1 分析模型与分子动力学结果的比较

5．2．2 与其他文献结果的比较

5．2．3 结论

5．3 分析模型在托卡马克中的应用

第6章总结和展望

6．1 全文总结

6．1．1 鞘层中灰尘受力的计算

6．1．2 灰尘与面向等离子体材料相互作用模拟

6．1．3 灰尘与面向等离子体材料相互作用的分析预测模型

6．2 论文创新点

6．3 未来工作展望

参考文献

个人简历

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果