Фундаментальные свойства тороидальных токовых структур

Страница 1

Произведены численные расчеты магнитного поля (МП) тороидальных структур с полоидальным током (Рис.1). Стрелками, обозначенными i, показаны векторы элементов тока. Рассматривались торы с отношением R / r » 1 и R / r » 2. Результаты расчетов выведены в виде графиков Кантора. Линии на графиках показывают сечение поверхностей уровня равной напряженности МП.

Направление вектора напряженности МП – перпендикулярно к плоскости изображения, так как силовые линии МП имеют исключительно азимутальную (или тангенциальную или касательную к окружности, которая лежит в плоскости XY и с центром на оси Z) составляющую.

Вначале рассчитывалось МП внутри тора.

Тор с отношением R / r » 1 (Рис.1).

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/39/71/7157139.png

Рис.1

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/40/71/7157140.png

Рис.2

Тор с отношением R / r » 2 (Рис.3).

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/41/71/7157141.png

Рис. 3

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/42/71/7157142.jpeg

Рис. 4

На графиках (Рис.2, Рис.4) видно, что структура МП внутри тора не соответствует структуре МП бесконечного прямого проводника с током, как считалось до сих пор в классической теории электромагнетизма. Эта структура МП соответствует полю, создаваемому отдельным элементом тока, расположенным в центре тора на его главной оси и направленным вдоль этой оси. График этого МП показан на Рис. 5.

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/43/71/7157143.png

Рис. 5

Затем было рассчитано МП вне тора в плоскости XZ в ее части Y`(см. Рис.3).

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/44/71/7157144.png

Рис. 6

Напряженность МП в плоскости Y' (y = 0) в виде графика Кантора.

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/45/71/7157145.png

Рис. 7

Напряженность МП вдоль прямой L - L; [ у = 0, x = const, B = f(z) ].

На графике (Рис.6) видно, что внешнее МП тора существует. График на Рис.7 выявляет особенность этого МП - три максимума и два нуля. Из Рис.7 видно, что при осевом сближении двух торов вначале возникает их отталкивание, а после преодоления потенциального барьера - притяжение. Система входит в состояние с минимальным магнитным потоком (минимальной энергией) и становится устойчивой. Любопытно соотношение внутреннего и внешнего МП - примерно 137 соответственно.

Расчет МП, создаваемого системой из двух соосных торов (Рис.8) показывает, что оно имеет минимум по трем координатам в центре системы (Рис.9). Все это показывает бесперспективность удержания плазмы внутренним МП в замкнутых ловушках с тороидальной конфигурацией МП типа “Токамак” и “Стелларатор” - удержание возможно только внешним МП системы торов произвольной конфигурации.

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/46/71/7157146.png

Рис. 8

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/47/71/7157147.png

Рис. 9

Предыдущие расчеты были сделаны для сплошных токовых поверхностей. Теперь сделаем расчет для тора, состоящего из отдельных прямоугольных витков с током (сегментированный тор) Рис.10, Рис.11. Это делается для проверки возможности воспроизведения МП сплошного тора полем сегментированных (реальных) торов. Графики – в условных единицах

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/48/71/7157148.png

Рис. 10

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/49/71/7157149.png

Структура магнитного поля сегментированного тора в плоскости Y' (XZ) в виде графика Кантора.

Показаны сечения поверхностей уровня равной напряженности МП.

Вектор напряженности направлен перпендикулярно плоскости рисунк.

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/50/71/7157150.png

Рис. 11

http://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/51/71/7157151.pnghttp://www.bestreferat.ru/images/books/267/paper/52/71/7157152.png

Страницы: 1 2

Интересное из раздела

Методология исследовательских программ И. Лакатоса.
Имре Лакатос (1922 Будапешт – 1974 Лондон), англ историк науки, один из лидеров исторической школы в методологии и философии науки, ориентирующейся на изучение закономерностей развития нау ...

Технологии самообразования постиндустриального общества
приоритет общечеловеческих ценностей; преодоление противостояний: "человек-природа", "человек-культура", "человек-общество"; формирование нового (информацио ...

Экспериментальная часть.
.Исходные реактивы, методы исследования. Исходные реактивы. В таблице 4 дана характеристика исходных реактивов. Таблица 4. Характеристика исходных реактивов Химическая формула Т ...