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具有边界局域模(ELM)特征的高约束(H)模是目前国际热核实验反应堆(ITER: International Thermonuclear Experimental Reactor)所选择的运行模式。H模的产生原因一直是困扰全世界科学家的一个难题，尽管已经有了一些理论似乎可以去解释，但依然还有很多值得怀疑的地方。EAST(ExperimentalAdvanced Superconducting Tokamak)作为一个刚刚踏入H模门槛的新装置，总结其上H模的特征是一项必须进行的基础性工作。更重要的是，作为全世界最接近ITER的全超导托卡马克装置，随着其完工日期的临近，揭示EAST的种种H模的相关实验现象，越来越显得意义非凡。此外，EAST目前还有自己的特色，比如:位形丰富，加热手段特殊(非主流的中性束加热，以低杂波加热为主)，处在H模的初期(多数放电在功率阈值附近)，因此特别适合研究L-H(低-高模式)跃迁以及ELM的一些最简单但最揭示本质的物理问题。这就是本文总结EAST上H模实验现象的原因。 H模等离子体在边界具有一个陡峭的压强剖面，也称台基(pedestal)，压强和自洽产生的自举电流会使得边界处产生剥裂-气球(P-B: peeling-ballooning)模不稳定性。如果这个不稳定性足够强就会引发所谓的ELM，它会把一团团约束区内的热等离子体从边界以丝状的形式抛洒到偏滤器靶板和第一壁上。尽管在现有的装置规模上，这种能量对靶板的损害并不严重，但是对于ITER这种尺寸的装置，那将是致命的。因此了解ELM的结构以及特性对于未来聚变反应堆举足轻重。对于剥裂-气球模的理论理解如今已经较为完善。针对P-B模，国际上已有线性模拟程序ELITE，GATO以及三维非线性模拟程序NIMROD，JOREK和BOUT++等大型计算机模拟程序可以开展研究。本文的模拟就是使用其中由美国劳伦斯利福摩尔国家实验室(LLNL)开发的，架构在超算并行计算基础上的程序:BOUT++。 本文从实验上，系统总结了EAST上ELMy H模的基本特征:ELM的频率在100Hz至800Hz的范围内;ELM频率没有明显的与加热功率正比或反比的关系(一类和三类ELM的重要指标);台基处碰撞率(电子)较高，在100到101这个数量级上;单次能量损失约为总储能的1％-6％;在双零位型下，钼壁(2012年)情况下的L-H跃迁的阈值功率比石墨壁(2010年)的要低;下单零时，低X点的位型阈值功率较低，而低X点的位型更接近于双零;双零下的阈值功率最低;双零下H模的约束最好，下单零次之，上单零最差;低频ELM的台基密度恢复速度要远远快于台基温度的恢复速度;低杂波调制会使得ELM缓解甚至消失，调制阶段的边界密度梯度较缓，台基宽度变宽，并产生密度上的震荡，后发展成谐频震荡。 在模拟上，使用BOUT++程序，对EAST上的ELM进行了细致的模拟分析:在线性模拟中，发现EAST的典型ELMy H模是电阻性，并主要由气球模驱动，剥裂模驱动部分相对较弱;预测了不同电流下ELM结构的差异性，并在2012年的实验中的得到了验证;在非线性模拟中，发现ELM引起的丝状喷射物的存在时间以及ELM的能量损失都与实验中的数据保持较好的一致性;获得一系列实验中无法观察到的现象，比如:ELM崩塌整个过程的四个阶段特征，压强的塌陷是从低场中平面开始继而影响到高场侧以及X点等等;在BOUT++三场模型的基础上，参与了六场模型的开发，掌握了ELM崩塌后输运系数的计算方法。 本论文最重要的贡献是:迈出了EAST上ELMy H模理论模拟和实验数据有效结合的第一步。将模拟的ELM崩塌过程，在时间和空间上，成功地对应了实验的结果，从而验证了BOUT++程序在描述ELM崩塌现象方面的可信度以及剥裂-气球模型的正确性。 EAST没有被理解的H模现象还有很多，因此对于我们来说，未来的路还很长，需要探索的事情还很多。