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等离子体诊断

等离子体诊断. 8, 涨落的诊断. 涨落诊断方法. δ n, 密度涨落， δφ , 电位涨落， δ E, 电场涨落， δ T, 温度涨落， δ b ，磁场涨落， k, 波数， v ph , 相速， α n φ , 位相差谱， γ n φ ， 相干谱系数， Γ , 粒子流， Q ，能流. 静电探针测涨落 1<k<10cm -1. 饱和离子流 →电子密度及其涨落 n e , δ n e 悬浮电位→等离子体电位及其涨落 φ , δ φ 三探针→电子温度及其涨落 T e , δ T e 探针列阵→空间相关→波数 k

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Presentation Transcript

  1. 等离子体诊断 8,涨落的诊断

  2. 涨落诊断方法 δn,密度涨落， δφ,电位涨落，δ E, 电场涨落，δT, 温度涨落， δb，磁场涨落， k,波数， vph,相速，αnφ,位相差谱， γnφ，相干谱系数，Γ,粒子流，Q，能流

  3. 静电探针测涨落1<k<10cm-1 • 饱和离子流→电子密度及其涨落 ne,δne • 悬浮电位→等离子体电位及其涨落 φ,δφ • 三探针→电子温度及其涨落 Te ,δTe • 探针列阵→空间相关→波数 k 　　　　　→电场及其涨落 E,δ E • Mach探针→环向流速 Vφ Caltech装置上的探针列

  4. 涨落水平的分析 对平稳随机场： 互相关函数 SUNIST边界处参数分布和涨落水平

  5. 湍流谱分析技术 两信号的离散Fourier变换 信号１的自功率谱 两信号的互功率谱 位相差谱 局域波数

  6. 局域功率谱密度 对Ｍ个样本的平均 （宽度为h 的窗口函数） 归一化 ＴＥＸＴ上的功率谱密度，静电探针和远红外散射

  7. 条件功率谱密度 统计色散关系 平均波数 波数谱宽 平均波数展宽 相关长度 相对波数展宽 传播相速 相干谱系数

  8. 小波双相干技术wavelet bicoherence 小波双相干：适于研究三波间相位耦合 m,n为两道信号 函数Φ（t)的小波变换 Morlet小波函数 ＴＥＸＴ上的三波耦合 d～1为形状因子，ad为时间分辨率

  9. 湍流驱动粒子流和能流 • 粒子流 • 能流 SUNIST上的边缘湍流引起的粒子流和能流

  10. 波散射探测涨落原理 匹配关系：ωs=ω0±ω,ks=k0±k,一般满足 |k0|≈|ks|, k2=4k02sin2(θs/2) 远红外散射诊断设备　　　　　不同k值散射频谱　　　　　　　θ方向功率谱密度　　　　　　　　

  11. 波散射测量技术0<k<20cm-1主要散射波源 • 微波： 60-600GHz • 远红外激光：200GHz-3THz，技术困难 • ＣＯ２激光：28THz，小散射角，线平均

  12. 高能离子束探针（ＨＩＢＰ）0<k<5cm-1空间分辨（r,θ,φ）1cm×5mm×1mm高能离子束探针（ＨＩＢＰ）0<k<5cm-1空间分辨（r,θ,φ）1cm×5mm×1mm • 探测束强度→电子密度 • 能量分辨测量→等离子体电位 • 两点测量→波矢k 典型参数：10keV-10MeV, A>100

  13. TEXT上的HIBP设备和测量的密度涨落 探测原理

  14. 微波反射仪测涨落空间分辨～mm,k测量困难 单道测量：δn 多道相干测量： １，径向相关：双频 ２，极向相关 双频相干反射探测微波系统

  15. 微波偏振仪测涨落 STND X = 6 cm PPCD X = 36 cm ＮＳＴＸ上的实验结果

  16. 束发射光谱（ＢＥＳ）技术 ＴＦＴＲ上的ＢＥＳ设备

  17. 感应线圈测磁场涨落 • 空间分辨<1cm • k分辨<3cm-1 • 仅限边缘区域

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