通过局域电子回旋波电流驱动（ECCD）控制边界局域模（ELMs）实现EAST放电约束改善的数值模拟研究

Edge Localized Modes (ELMs) represent MHD instabilities in the pedestal region typical for H-mode scenarios. The large device such as EAST and ITER etc. will face a huge challenge because a large amount of energy and particles will be expelled from the plasma to the plasma facing components in ELM event ad hoc in Type I ELMs, which will damage the device seriously and degrade the confinement. This work will simulate the control of ELMs by using localized ECCD to control the edge current density profiles. We will predict H-mode operation space under the control of ELMs for EAST and also ITER to be in H-mode operation with a steady state.

边界局域模(ELMs)是指伴随托卡马克等离子体在高约束模式(H-mode)运行状态下发生在外输运垒（ETB）区域附近的磁流体（MHD）不稳定性活动。ELMs发生时特别是其中第一类ELMs(Type I ELMs)会伴随有大量的能流和粒子流从等离子体边界处抛向偏滤器靶板及等离子体壁,这会对严重损害等离子体装置同时也会严重影响等离子体约束性能的改善,也是EAST及ITER的聚变装置在H-mode运行状态下所面临的巨大挑战。本工作旨在针对ECCD的局域性及离轴驱动电流的特点来模拟研究ECCD对边界区域的电流剖面的控制进而控制 ELMs。 我们将预测EAST在H-mode的运行状态下ELMs受到抑制的参数空间，进而为EAST能在H-mode状态下安全地稳态运行提供可能性，也为ITER在H-mode状态下稳态运行提供一定的参考

本项目旨在针对电子回旋电流驱动（ECCD）的局域性及离轴驱动电流的特点来模拟研究ECCD对边界区域的电流剖面的控制进而控制 Peeling-Ballooning 模，从而实现EAST在高约束模式下（即H模）稳态放电 。本工作主要包括两个方面：首先我们通过自主开发程序，预测EAST在H-mode的运行状态下ELMs受到抑制的参数空间,进而为EAST能在H-mode状态下安全地稳态运行提供可能性,也为ITER在H-mode状态下稳态运行提供一定的参考. 其次研究通过低杂波和电子回旋波的协同效应来提高ECCD的边界电流驱动效率，以致能达到驱动足够适当的电流密度来稳定peeling-ballooning 模。该工作除了中间部分研究顺序及研究内容做了少许调整外，大体上都是按计划圆满完成该工作。.在该项目的支持下我们主要的研究成果如下：.（1）完成sci论文六篇，正在整理准备投稿的论文两篇。.（2）开发相关数值模拟计算程序3个：. （a). 开发了一个对任意平衡位形下气球模不稳定性演化及其增长率进行数值模拟计算的程序。相关工作在整理待发表中。. （b). 开发了一个利用广义mercier判据，开发一个可在任何位形下及不同电流剖面和压强剖面的情况下 ，对Peeling-Ballooning 模进行稳定性分析的程序。.目前已利用该程序对EAST进行了相关数值模拟分析计算，并得到了P-B模稳定的可能参数空间，目前该工作在整理待发表中。. （c). 开发并完善了一个含有环向流的平衡模拟计算程序，目前利用该程序已经在POP上发表了一篇相关论文。