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低环径比的球形托卡马克具有建造磁约束受控核聚变堆的许多潜在优势，是人类实现聚变能和平利用的一条很有吸引力的可能途径。目前国际上的研究正处在原理性研究阶段。以此为契机，2002年在清华大学建成了中国首台低环径比的托卡马克实验装置——中国联合球形托卡马克(SUNIST)。SUNIST建造成功后，其首要的和紧迫的课题是研究装置的放电特性和进行宏观的磁流体力学(MHD)平衡分析，尤其是等离子体平衡位形的研究。这对增加具有拉长截面的低环径比等离子体的理解、装置放电参数的提高、装置改建和非感应电流启动，乃至将来等离子体的反馈控制的研究都有及其重要的意义。
该论文从实验和数值模拟两方面对SUNIST的放电特性和MHD行为进行了系统研究。论文的重点是应用有限元方法和遗传算法相结合的数值方法对等离子体的MHD平衡进行重建分析，并把双线性时频分析技术应用到SUNIST实验中观察到的内部重联事件(IRE)和大破裂等典型的瞬态非平稳信号的分析中。
该论文工作的研究主要取得了以下成果：
(1)观察到了SUNIST放电的许多特性，例如等离子体电流Ip具有极高的的上升率、工作气压降低时Ip增加，磁扰动增强；并在实验中观察到了四类MHD不稳定性现象。
(2)用有限元方法和遗传算法相结合的数值方法，开发了SUNIST装置的平衡分析程序SUNMHD，在等离子体内侧边界诊断缺乏的情况下，得到了等离子体MHD平衡的基本信息，结果表明SUNIST已经得到了拉长比κ＞1.5、三角形变δ＞0.3的等离子体。
(3)磁诊断分析还得到了MHD不稳定性行为的基本信息，MHD不稳定性的双频分别为8kHz和45kHz，模式为(m=5，n=1)，不稳定性的持续发展导致了大破裂。