J-TEXT装置基于诊断信息的反演计算及其集成

• 作 者: 张帆
• 出 处: 华中科技大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 托卡马克 平衡重建 EFIT 集成计算 数据诊断

反演计算是托卡马克装置运行的基本课题之一,通过反演计算能够得到装置上许多难以直接测量的放电参数,进而为装置运行提供重要参考。为了能够稳定、高效、可靠地重建J-TEXT装置等离子体放电位形及位形参数,本文依据EFIT算法对J-TEXT装置等离子体的平衡反演和内部参量计算展开了研究。针对之前J-TEXT托卡马克的EFIT程序难以稳定运行的问题,本文对等离子体平衡的理论基础以及等离子体平衡反演算法EFIT进行了研究,通过对J-TEXT的EFIT程序结构进行梳理,对主要子程序的功能以及程序输入参数进行了分析优化,提高了EFIT计算程序的准确性与稳定性。针对EFIT原始程序操作繁琐的缺点,本文设计并利用MATLAB语言编写了自动化反演计算程序,包括诊断数据获取程序、炮号文件生成程序、平衡反演计算程序以及结果分析与可视化程序。通过对整套计算流程进行优化,将上述五部分程序进行集成,同时为整套反演计算设计了GUI界面,从而简化了EFIT程序的操作流程,降低了人为原因造成的计算失误,提高了反演计算的效率及准确性。针对原有反演计算程序中磁轴安全因子大小只能凭经验给定的问题,本文对自动化反演计算程序进行了改进,分别将SXR、ECE以及POLARIS所测量的内部诊断数据作为约束条件加入自动化反演计算程序中,通过反馈计算,可以便捷地确定磁轴安全因子,改善了磁面重建计算结果准确性,在一定程度上提高了反演计算的可靠性。本文在深入研究了平衡反演算法的基础上,针对J-TEXT装置EFIT程序的部分缺陷,设计了自动化反演计算程序,增加了内部诊断数据作为约束条件,在提高反演计算程序稳定性与效率的同时,也提高了反演计算结果的可靠性,为研究J-TEXT装置的磁面重建问题提供了有力支持,对其它装置的反演计算程序优化也有一定参考价值。