期刊论文

Helicon Waves Propagation and Absorption: Effect of Axial Length of Helical Antenna

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计算物理

1001-246X

2021

38

6

713-721

10.19596/j.cnki.1001-246x.8323

国家自然科学基金（11205086,11675073）； 湖南省自然科学基金（2020JJ4515）； 湖南省教育厅重点项目（20A432）； 湖南省核聚变国际科技创新合作基地（2018WK4009）； 衡阳市重点实验室项目（2018KJ108）； 南华大学核燃料循环技术与装备湖南省协同创新中心开放基金项目（2019KFY23,2019KFZ10）资助；

本校为第一机构

采用有限元法数值求解Maxwell方程组,分析H-1仿星器实验参数下螺旋天线的轴向长度对螺旋波传播、吸收的影响。计算结果表明:随着螺旋天线轴向长度的增加,天线总辐射能量和辐射电阻逐渐增大;在H-1等离子体中螺旋天线主要激发m=±1模式波,其中m=-1模式波一般在等离子体边界传播;全波螺旋激发的波能量主要沉积在等离子体边界,导致等离子体径向能量较强的非均匀吸收,加热效果不理想;半波螺旋天线激发的波可深入主等离子体区域传播,等离子体径向能量吸收相对均匀,加热效果好。

Helicon waves propagation and absorption of helical antenna is studied by solving Maxwell equations with finite element method and experimental parameters of H - 1 stellarator. As axial length of helical antenna increases, total radiation resistance and radiation energy of the antenna increase as well. In H-1 plasma, helical antenna mainly excites m = ±1 waves, and the m = -1 waves spread generally at the plasma boundary. Energy of the excited modes of full-wavelength helical antenna is mainly deposited at plasma boundary, which causes inhomog...