托卡马克混合运行模式下电子回旋波杂散辐射数值模拟 被引量：1

1

作者 姜欣辰 郑平卫 +4 位作者 龚学余 邓盛 李春艳 石梅玲 姚少林 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期332-339,共8页

电子回旋波(EC波)在等离子体加热与电流驱动过程中未被等离子体完全吸收时将会产生杂散辐射。在HL-2M托卡马克三种混合运行模式参数条件下,利用TORAY-GA程序扫描105GHz EC波中平面发射时的环向和极向发射角,以EC波功率吸收份额η>η_... 电子回旋波(EC波)在等离子体加热与电流驱动过程中未被等离子体完全吸收时将会产生杂散辐射。在HL-2M托卡马克三种混合运行模式参数条件下,利用TORAY-GA程序扫描105GHz EC波中平面发射时的环向和极向发射角,以EC波功率吸收份额η>η_(c)(η_(c)=95%)作为判断能有效避免杂散辐射的标准,开展EC波功率吸收数值模拟。研究发现发射角是影响EC波不完全吸收造成杂散辐射的关键因素之一。在n_(e1)=4.6×10^(19)m^(−3)、T_(e1)=7.41keV、I_(p1)=1MA和n_(e2)=5×10^(19)m^(−3)、T_(e2)=6.95keV、I_(p2)=1MA的参数条件下,能够有效避免杂散辐射的EC波发射角超过设计范围,在设计发射角范围内调节EC波发射角进行加热和电流驱动时可以忽略杂散辐射的影响。当参数为n_(e3)=6.5×10^(19)m^(−3)、T_(e3)=6.62keV、I_(p3)=0.95MA,设计发射角度范围中有一大部分会使得EC波有非常低的波功率吸收份额,需要特别注意杂散辐射。除发射角度外,电子密度是影响杂散辐射的另一个关键因素,电子温度影响非常小,可以忽略不计。 展开更多

关键词 杂散辐射 电子回旋波 加热与电流驱动 HL-2M托卡马克

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HL-1M等离子体中ECW传播和吸收的数值分析 被引量：3

2

作者 袁行球 刘永 饶军 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期231-236,共6页

计算了频率在电子回旋频率附近的O波和X波在HL 1M等离子体中的传播轨迹和吸收系数。研究了等离子体温度、密度和共振层位置等参数及波的入射角对波迹和功率沉积分布的影响。结果表明 ,O波和X波能有效地被等离子体吸收 ,其吸收具有定域... 计算了频率在电子回旋频率附近的O波和X波在HL 1M等离子体中的传播轨迹和吸收系数。研究了等离子体温度、密度和共振层位置等参数及波的入射角对波迹和功率沉积分布的影响。结果表明 ,O波和X波能有效地被等离子体吸收 ,其吸收具有定域性 ,波的单次吸收系数较高 ,功率的沉积强烈地依赖等离子体参数。 展开更多

关键词 电子回旋波 功率沉积 HL-1M装置 等离子体 传播轨迹 ECW 数值分析 吸收

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托卡马克中电子回旋波与低杂波协同驱动的物理研究 被引量：3

3

作者 洪斌斌 陈少永 +2 位作者 唐昌建 张新军 胡有俊 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期384-390,共7页

揭示了电子回旋波与低杂波协同驱动等离子体并获得协同电流的机理.从物理上阐述了双波协同驱动在相空间上和在电流剖面上所需满足的匹配关系.通过计算机模拟研究展示了协同驱动的净增电流与波功率之间存在的非线性关系,并对其给出了物... 揭示了电子回旋波与低杂波协同驱动等离子体并获得协同电流的机理.从物理上阐述了双波协同驱动在相空间上和在电流剖面上所需满足的匹配关系.通过计算机模拟研究展示了协同驱动的净增电流与波功率之间存在的非线性关系,并对其给出了物理上的解释.本文工作将为相关实验的设计和分析提供物理上的支撑. 展开更多

关键词 托卡马克 电子回旋波 低杂波 电流驱动

原文传递

HL-2A装置ECRH系统的新天线设计 被引量：2

4

作者 王超 周俊 +2 位作者 曾建尔 陈罡宇 饶军 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期339-344,共6页

应用准光学原理设计了HL-2A装置电子回旋共振加热(ECRH)系统新的集束天线,该天线能使4束68GHz/500kW/1s电子回旋波通过椭球镜聚焦和平面镜的反射,从一个直径350mm装置窗口同时注入托卡马克,对等离子体实现加热。根据基模高斯束的传播原... 应用准光学原理设计了HL-2A装置电子回旋共振加热(ECRH)系统新的集束天线,该天线能使4束68GHz/500kW/1s电子回旋波通过椭球镜聚焦和平面镜的反射,从一个直径350mm装置窗口同时注入托卡马克,对等离子体实现加热。根据基模高斯束的传播原理得出,在装置环向横截面中心处单条波束的功率密度为158MW·m-2,功率密度降为中心密度的1/e2的半径为31.7mm,微波束经过镜面聚焦和反射产生的欧姆损失和衍射损失分别为0.27%和0.64%。利用有限元分析软件Ansys对镜面进行热分析得到,在1s脉冲载荷下最大镜面温升仅为0.47℃,镜面可以自然冷却。 展开更多

关键词 HL-2A装置 ECRH 系统 天线设计 tokamak antenna new 镜面 功率密度 电子回旋共振加热 有限元分析软件 电子回旋波 自然冷却 中心 原理设计 托卡马克 损失 脉冲载荷 聚焦 反射

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电子回旋波在托卡马克等离子体中的传播 被引量：2

5

作者 彭晓炜 龚学余 尹陈艳 《南华大学学报（理工版）》 2004年第1期7-11,共5页

通过数值求解波迹方程研究了电子回旋波在等离子体中的传播.结果表明,非寻常波从强场侧和顶部发射时能够很好的在等离子体中传播,从弱场侧发射时波的可近性条件比较严格.寻常波从强场侧、弱场侧和顶部发射时,通过适当的调整波的发射条件... 通过数值求解波迹方程研究了电子回旋波在等离子体中的传播.结果表明,非寻常波从强场侧和顶部发射时能够很好的在等离子体中传播,从弱场侧发射时波的可近性条件比较严格.寻常波从强场侧、弱场侧和顶部发射时,通过适当的调整波的发射条件,也能得到理想的传播结果. 展开更多

关键词 电子回旋波 托卡马克等离子体 波迹方程 可近性 受控核聚变反应堆 传播 射频波电流驱动

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电子回旋波在非圆截面托卡马克等离子体中的传播与功率沉积 被引量：2

6

作者 李景春 龚学余 +1 位作者 路兴强 黄千红 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期679-684,共6页

通过求解等离子体平衡方程、波迹方程和准线性Fokker-Planck方程,数值模拟了电子回旋(EC)波在非圆截面托卡马克等离子体中的传播轨迹和功率沉积。模拟结果表明:当EC波从顶部发射时,相比于圆截面的EC波波迹,非圆截面的波迹会向等离子体... 通过求解等离子体平衡方程、波迹方程和准线性Fokker-Planck方程,数值模拟了电子回旋(EC)波在非圆截面托卡马克等离子体中的传播轨迹和功率沉积。模拟结果表明:当EC波从顶部发射时,相比于圆截面的EC波波迹,非圆截面的波迹会向等离子体弱场侧偏移,增大等离子体中心电子密度,波迹也会偏向弱场侧,相应的波功率沉积有所降低;当EC波O模从中平面弱场侧发射时,随着平行折射率的增大,波迹弯曲幅度变大,增大到一定数值时会折回弱场侧穿出,波功率沉积随极向发射角的增大而降低,环向发射角约取10°时,波功率沉积达到最大。 展开更多

关键词 电子回旋波 非圆截面 波迹 功率沉积

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射频波加入下的Fokker-Planck方程 被引量：2

7

作者 刘文艳 曹锦佳 +1 位作者 彭晓炜 龚学余 《南华大学学报（自然科学版）》 2005年第4期1-6,共6页

从一般形式下的Fokker-Planck方程出发,考虑在电子回旋波和低混杂波驱动等离子体电流和加热情况下高速运动粒子的相对论效应,推导了在动量空间下的碰撞通量、电场感应通量、波感应通量等表达式,得到在电子回旋波和低混杂波加入下可直接... 从一般形式下的Fokker-Planck方程出发,考虑在电子回旋波和低混杂波驱动等离子体电流和加热情况下高速运动粒子的相对论效应,推导了在动量空间下的碰撞通量、电场感应通量、波感应通量等表达式,得到在电子回旋波和低混杂波加入下可直接用于计算机进行求解的Fokker-Planck方程的具体形式,为进一步数值求解Fokker-Planck方程,研究电子回旋波和低混杂波电流驱动和加热提供了条件. 展开更多

关键词 Fokker—Planck方程 电子回旋波 低混杂波 等离子体

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电子回旋波驱动的托卡马克芯部等离子体极向旋转 被引量：2

8

作者 刘才根 钱尚介 万华明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1998年第9期1515-1519,共5页

提出了一个驱动托卡马克芯部等离子体极向旋转的新途径：用电子回旋波产生芯部等离子体极向旋转．物理机制如下：在高功率的电子回旋波加热的托卡马克等离子体中，共振局域化现象将产生极向电场从而形成极向外高内低的离子密度分布；这... 提出了一个驱动托卡马克芯部等离子体极向旋转的新途径：用电子回旋波产生芯部等离子体极向旋转．物理机制如下：在高功率的电子回旋波加热的托卡马克等离子体中，共振局域化现象将产生极向电场从而形成极向外高内低的离子密度分布；这个极向离子的积累可以克服来自磁泵的阻尼而使等离子体极向旋转退稳定．从流体力学方程和漂移动力学方程中，得到了等离子体旋转退稳的判别式．结果表明现有的电子回旋波加热功率水平可以驱动芯部等离子体的极向旋转． 展开更多

关键词 等离子体 极向旋转 托卡马克 电子回旋波

原文传递

ITER中的电子回旋波电流驱动模拟 被引量：2

9

作者 彭晓炜 龚学余 +3 位作者 刘文艳 刘燕 黄千红 李新霞 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期162-165,共4页

通过将相对论Fokker-Planck方程与波迹方程联合求解,对ITER(国际热核实验反应堆)参数下的电子回旋波电流驱动进行了数值模拟。结果表明,当波的环向发射角度不太大时,波功率沉积将发生在ITER的强场侧。当环向发射角度为21°时,电子... 通过将相对论Fokker-Planck方程与波迹方程联合求解,对ITER(国际热核实验反应堆)参数下的电子回旋波电流驱动进行了数值模拟。结果表明,当波的环向发射角度不太大时,波功率沉积将发生在ITER的强场侧。当环向发射角度为21°时,电子回旋波的能量在等离子体中心区域被吸收并驱动起等离子体中心区域的电流。当发射角度变大时,电子回旋波将在弱场侧沉积功率。当发射角度为20°～30°时,能够驱动归一化的径向位置(r/a)小于0.35区域内的等离子体电流,并有较高的电流驱动效率。 展开更多

关键词 ITER 电子回旋波 电流驱动

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HL-2A装置中的电子回旋波电流驱动 被引量：2

10

作者 彭晓炜 龚学余 刘文艳 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期52-54,60,共4页

通过将相对论Fokker-Planck方程与波迹方程联合求解,对HL-2A装置中的电子回旋波电流驱动进行了数值模拟,研究了在HL-2A单零偏滤器条件下,中平面弱场侧发射的电子回旋波寻常波电流驱动。结果表明,HL-2A中的电子回旋波电流驱动效率较低并... 通过将相对论Fokker-Planck方程与波迹方程联合求解,对HL-2A装置中的电子回旋波电流驱动进行了数值模拟,研究了在HL-2A单零偏滤器条件下,中平面弱场侧发射的电子回旋波寻常波电流驱动。结果表明,HL-2A中的电子回旋波电流驱动效率较低并且受温度影响较为明显。 展开更多

关键词 HL-2A 电子回旋波 电流驱动

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捕获电子对低杂波与电子回旋波的协同效应的影响 被引量：1

11

作者 杨友磊 胡业民 项农 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期142-151,共10页

电子回旋波和低杂波的协同效应可有效地提高两只波的电流驱动效率.本文数值研究了捕获电子效应对电子回旋波和低杂波协同的影响.结果显示,随着捕获角的增大,双波协同驱动电流会减小,且协同因子也会明显减小,即捕获角对两只波协同驱动流... 电子回旋波和低杂波的协同效应可有效地提高两只波的电流驱动效率.本文数值研究了捕获电子效应对电子回旋波和低杂波协同的影响.结果显示,随着捕获角的增大,双波协同驱动电流会减小,且协同因子也会明显减小,即捕获角对两只波协同驱动流的影响要比其对单独驱动电流的影响更加敏感.通过加宽低杂波共振区可减弱电子回旋波电流驱动对捕获角的依赖,同时发现随着电子回旋波功率的增加,捕获角对电子回旋波电流驱动的影响也会变小. 展开更多

关键词 捕获电子 协同效应 低杂波 电子回旋波

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ECCD中的俘获电子效应 被引量：1

12

作者 彭晓炜 龚学余 刘文艳 《科学技术与工程》 2010年第12期2946-2947,2954,共3页

通过对聚变堆级条件下的电子回旋波电流驱动(ECCD)进行模拟,研究了俘获电子效应对电流驱动及功率沉积的影响。结果表明:俘获电子会吸收更多的波功率,使波功率的沉积更加集中,并且使电流驱动效率明显降低。

关键词 电子回旋波 电流驱动 俘获电子

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基于三维Fokker-Planck方程的电子回旋波加热与电流驱动模拟 被引量：1

13

作者 郑平卫 何丽华 +2 位作者 黄千红 邓盛 龚学余 《计算物理》 CSCD 北大核心 2017年第4期387-393,共7页

利用反弹平均的三维Fokker-Planck方程,对电子回旋波加热和电流驱动进行数值模拟.考虑超热电子径向扩散对电流驱动的影响,在方程中加入径向扩散输运项,采用九点格式的中心差分对方程进行数值离散得到系数矩阵,采用不完全LU分解对系数矩... 利用反弹平均的三维Fokker-Planck方程,对电子回旋波加热和电流驱动进行数值模拟.考虑超热电子径向扩散对电流驱动的影响,在方程中加入径向扩散输运项,采用九点格式的中心差分对方程进行数值离散得到系数矩阵,采用不完全LU分解对系数矩阵进行预处理,利用双共轭梯度稳定法求解得到分布函数.在不考虑电子径向扩散输运条件下,得到电子回旋波驱动电流密度与功率沉积密度的分布;考虑径向扩散输运的计算结果与BANDIT3D进行比较,驱动电流分布的趋势基本一致. 展开更多

关键词 FOKKER-PLANCK方程 分布函数 电子回旋波 加热与电流驱动

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杂质效应对电子回旋波电流驱动的影响研究

14

作者 杨光 钟翊君 +3 位作者 龚学余 黄千红 郑平卫 王占辉 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期18-24,共7页

本文基于OMFIT(One Modeling Framework for Integrated Tasks)平台,结合中国环流器二号M(HL-2M)托卡马克装置参数,自洽耦合等离子体平衡、外部辅助加热和电流驱动、输运等物理过程,考虑杂质浓度变化引起的等离子体密度、温度等输运量变... 本文基于OMFIT(One Modeling Framework for Integrated Tasks)平台,结合中国环流器二号M(HL-2M)托卡马克装置参数,自洽耦合等离子体平衡、外部辅助加热和电流驱动、输运等物理过程,考虑杂质浓度变化引起的等离子体密度、温度等输运量变化,以及引起的等离子体磁面中心Shafranov位移变化,从理论上进行杂质浓度变化对电子回旋波(Electron CyclotronWave,ECW)沉积位置和驱动电流效率的影响研究。研究结果表明,考虑杂质对等离子体的影响时,随着杂质浓度的增加,ECW沉积径向位置先向等离子体芯部移动然后向边缘移动,电流驱动效率先增加后减小。不考虑杂质对等离子体影响时,ECW沉积位置基本不变,电流驱动效率降低。 展开更多

关键词 杂质输运 电子回旋波 HL-2M OMFIT

原文传递

发射波功率密度对电子回旋波电流驱动的影响 被引量：1

15

作者 彭晓炜 龚学余 +4 位作者 刘文艳 高金生 刘燕 黄千红 李新霞 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期21-24,共4页

采用高斯光束的研究方法,结合Fokker-Planck方程,在堆级等离子体条件下模拟了发射波功率密度的改变对电子回旋波功率沉积以及电流驱动的影响。结果表明,高功率密度的波束会拓宽功率沉积剖面,使功率沉积的位置略有外移,电流驱动效率略有... 采用高斯光束的研究方法,结合Fokker-Planck方程,在堆级等离子体条件下模拟了发射波功率密度的改变对电子回旋波功率沉积以及电流驱动的影响。结果表明,高功率密度的波束会拓宽功率沉积剖面,使功率沉积的位置略有外移,电流驱动效率略有降低。 展开更多

关键词 功率密度 电子回旋波 电流驱动

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SUNIST装置的ECW辅助欧姆感应电流启动实验 被引量：1

16

作者 谭熠 何也熙 +2 位作者 解丽风 高喆 王文浩 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期121-125,共5页

介绍了在SUNIST装置上进行的ECW辅助欧姆感应电流启动实验。在ECW(2.45GHz/20kW/10ms)和垂直场感应的共同作用下,先驱动起一个较小的等离子体电流(<1kA),再投入欧姆场,可以获得比常规欧姆放电更高的电流爬升速率,提高伏秒数的利用效... 介绍了在SUNIST装置上进行的ECW辅助欧姆感应电流启动实验。在ECW(2.45GHz/20kW/10ms)和垂直场感应的共同作用下,先驱动起一个较小的等离子体电流(<1kA),再投入欧姆场,可以获得比常规欧姆放电更高的电流爬升速率,提高伏秒数的利用效率。这种启动方式为SUNIST欧姆放电提高了灵活性,可以在不进行硬件改动的前提下增加调节等离子体平衡的余量,拉长放电的持续时间。 展开更多

关键词 电子回旋波 球形托卡马克 欧姆电流启动

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托卡马克等离子体不同平衡位形下的电子回旋波电流驱动

17

作者 钟翊君 龚学余 +1 位作者 李新霞 李景春 《计算物理》 CSCD 北大核心 2016年第4期447-452,共6页

在给定的等离子体总电流和中心电流密度条件下,数值求解平衡方程,求出不同拉长比和三角形变因子的托卡马克等离子体温度、密度、磁场分布,然后通过求解波迹方程和Fokker-Planck方程,分别计算这些位形下的电子回旋波波迹和电流驱动.结果... 在给定的等离子体总电流和中心电流密度条件下,数值求解平衡方程,求出不同拉长比和三角形变因子的托卡马克等离子体温度、密度、磁场分布,然后通过求解波迹方程和Fokker-Planck方程,分别计算这些位形下的电子回旋波波迹和电流驱动.结果表明:电子回旋波X模从顶部发射时,随着拉长比的增大,波迹会向弱场侧偏移.电子回旋波X模从弱场侧发射时,电子回旋波在等离子体中传播沉积的功率份额随着拉长比的增大而增加,驱动电流位置随着三角形变因子的增大向等离子体中心移动.驱动电流位置随环向和极向发射角的减小向中心移动,对应的电流密度峰值也变大. 展开更多

关键词 电子回旋波 波迹 电流驱动

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磁镜等离子体中电子回旋波加热实验的理论研究

18

作者 童洪辉 赵长林 +1 位作者 田忠玉 顾彪 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1992年第3期155-161,共7页

本文利用平行平板模型,给出了在不同位置、以不同角度入射到平衡的磁镜等离子体中电子回旋波的传播轨迹;利用线性理论计算了O,X波能量分别被本底电子、热电子吸收的波能量沉积率。根据计算结果,文中对加热本底等离子体的特征进行了描述... 本文利用平行平板模型,给出了在不同位置、以不同角度入射到平衡的磁镜等离子体中电子回旋波的传播轨迹;利用线性理论计算了O,X波能量分别被本底电子、热电子吸收的波能量沉积率。根据计算结果,文中对加热本底等离子体的特征进行了描述,对非封闭热电子环的形成作了初步解释。 展开更多

关键词 等离子体 电子回旋波 波加热 磁镜

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电子回旋波与快波协同效应的数值研究

19

作者 郑平卫 龚学余 +1 位作者 刘文艳 何丽华 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期24-27,共4页

在考虑了电子的反弹平均效应及高能电子的相对论效应下,通过数值求解电子的Fokker-Planck方程,研究了托卡马克等离子体中快波与电子回旋波电流驱动问题。采用九点差分法对方程进行离散,应用近似LU因子分解法对方程进行了数值求解。计算... 在考虑了电子的反弹平均效应及高能电子的相对论效应下,通过数值求解电子的Fokker-Planck方程,研究了托卡马克等离子体中快波与电子回旋波电流驱动问题。采用九点差分法对方程进行离散,应用近似LU因子分解法对方程进行了数值求解。计算结果表明快波与电子回旋波联合电流驱动具有很强的协同效应,在两波联合电流驱动下,驱动电流大于单波电流驱动之和。 展开更多

关键词 快波 电子回旋波 协同效应

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撕裂模实时主动控制系统

20

作者 夏凡 徐媛 +7 位作者 凌飞 叶际若 宋绍栋 季小全 马瑞 周建 孙腾飞 严龙文 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期394-401,共8页

在HL-2A装置上发展了一套撕裂模实时主动控制系统。该系统在放电期间用电子回旋发射/软X射线诊断实时确定撕裂模的几何位置,结合实时剖面重建和电子回旋波沉积计算,得到电子回旋波反射镜的控制角度值。通过电机实时驱动电子回旋波反射... 在HL-2A装置上发展了一套撕裂模实时主动控制系统。该系统在放电期间用电子回旋发射/软X射线诊断实时确定撕裂模的几何位置,结合实时剖面重建和电子回旋波沉积计算,得到电子回旋波反射镜的控制角度值。通过电机实时驱动电子回旋波反射镜到达指定角度,使得电子回旋波功率沉积在撕裂模的有理磁面附近,改变当地局部的电流剖面,从而控制撕裂模,改善等离子体约束。该系统已经在2015年以后的实验中投入使用,并取得了良好的控制效果。它不仅能够实时发现并控制经典撕裂模,并且具有控制新经典撕裂模的潜力。 展开更多

关键词 HL-2A装置 撕裂模 电子回旋波 主动控制

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