摘要
HL-2M是由核工业西南物理研究院（SWIP）建造的高参数中型托卡马克装置，着力解决ITER和CFETR的关键科学和技术问题。该工作基于SWIP自主开发的托卡马克等离子体运行快速集成分析平台，模拟整个放电过程（从等离子体击穿后到放电结束前的0-7s），集成众多物理模型和实验定标率，使模拟时间大大加快，该分析模拟结果对于评估装置性能和预测HL-2M放电实验具有重要帮助。本次工作首先开展等离子体参数和平台模拟的建立，然后在该平台集成物理分析模型，包括密度剖面模型、等离子体平衡和电流演化模型、加热和驱动方式模型等，最后给出此平台的分析结果并开展预测和实验对比研究，具体内容如下： 1．在HL-2M的基础上对感应运行开展物理参数分析，首先对密度峰化因子定标率（DensityPeakFactor,DPF、Angioni、Weisen）以及确定密度剖面参数数量的变量进行模拟分析，选出特定条件下最合适的确定密度剖面的模型。然后模拟了当等离子体电流Ip=2.5MA,Greenwald密度fG=0.53时，选取模拟结果在5s时刻的平顶阶段，采取固定变量的方法，分析BGB（MixedBohm/gyro-Bohm）和CDBM（CurrentDiffusionBallooningMode）输运模型、密度峰化因子DPF定标率，不同的中性束加热功率三个变量对主要等离子体参数的影响。 2．利用此平台对HL-2M的混合运行进行初步分析。在Ip=1.4MA,fG=0.6，环向磁场Bt≤2.2T的条件下，利用中性束、电子回旋波、低杂波三种辅助加热和电流驱动方式，设计了三种混合运行方案，三种方案都符合安全因子q的零剪切剖面分布，并且给出了电子温度、离子温度、电子密度以及电流密度的剖面分布，结果表明，三种运行方案的非感应驱动电流占比分别为66%、60%、49%，都实现了混合运行的初步目标，为HL-2M的放电实验提供了参考。 3．完成了基于此平台的可视化界面开发，利用Python丰富的第三方库函数，实现了模拟数据结果的可视化展示，包括零维数据、剖面数据、磁场位形平衡数据的图形绘制，可以选择性的对0-7s任意时刻的剖面数据和平衡数据进行输出，模拟结果通过时间和空间多维度展示。
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