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托卡馬克磁流體力學理論/前沿系列/中外物理學精品書系

  • 作者：編者:(美)朱平|責編:劉嘯
  • 出版社：北京大學
  • ISBN：9787301352601
  • 出版日期：2024/08/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：322
人民幣：RMB 75 元      售價：元
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內容大鋼
    本書根據編者近年來在華中科技大學講授研究生課程「磁流體力學」過程中所編撰使用的講義整理而成。托卡馬克是目前主流磁約束聚變裝置的代表，其宏觀平衡及穩定性是其物理過程的首要方面，可以用磁流體力學較為準確地描述，而托卡馬克磁流體力學也發展成為當今等離子體磁流體力學學科的核心內容之一。本書從磁流體力學理論基礎出發，系統介紹托卡馬克中的磁流體平衡、磁流體Alfven波，以及幾種主要的理想與電阻磁流體不穩定性的理論及其推導過程，著重闡述傳統磁流體力學理論與托卡馬克磁流體物理研究前沿和最新成果之間的關係。通過以上內容，本書試圖為托卡馬克磁流體物理研究領域的研究生搭建一座連接傳統基礎理論與研究前沿的橋樑。
作者介紹
編者:(美)朱平|責編:劉嘯
    朱平，華中科技大學教授，博士生導師。1992年獲復旦大學物理學專業理學學士，1996年獲中國科學院物理研究所等離子體物理專業理學碩士，2001年獲美國德克薩斯大學奧斯汀分校物理學專業哲學博士。先後任職於美國衣阿華大學、新罕布希爾大學、威斯康星大學麥迪遜分校等，2013—2019年任中國科學技術大學物理學院近代物理系、工程與應用物理系教授與博士生導師，2014年入選中國科學院百人計劃，現任華中科技大學電氣與電子工程學院聚變與等離子體研究所教授。長期從事磁約束聚變和空間磁層等離子體物理的理論計算工作，迄今已發表專業學術期刊論文80余篇。
目錄
第一章  概述及磁流體方程
  1.1  引言
  1.2  磁流體力學方程組的推導
  1.3  單流體磁流體力學模型的適用區域
  1.4  磁凍結與磁擴散
  1.5  理想磁流體力學方程的數學形式
  小結
  習題
  參考文獻
第二章  磁流體平衡與Grad-Shafranov方程
  2.1  磁流體力學平衡
  2.2  一維線性裝置
  2.3  二維環形裝置
  2.4  GS方程解析解
  小結
  習題
  參考文獻
第三章  理想磁流體力學波
  3.1  磁流體力學波：Alfven波概述
  3.2  無限均勻等離子體中的Alfven波
  3.3  非均勻等離子體中的Alfven波
  3.4  柱位形等離子體中的Alfven波
  3.5  環位形等離子體中的Alfven波
  小結
  習題
  參考文獻
第四章  線性理想磁流體穩定性分析
  4.1  動力學系統的穩定性
  4.2  作為初始值問題的線性磁流體力學不穩定性
  4.3  作為本征值問題的線性磁流體力學不穩定性
  4.4  托卡馬克和螺旋箍縮的能量原理
  4.5  理想磁流體方程組線性力運算元的自伴性證明
  4.6  6坼直觀形式的推導
  4.7  周期性螺旋箍縮位形能量原理推導
  4.8  環位形托卡馬克能量原理推導
  小結
  習題
  參考文獻
第五章  電流驅動的理想磁流體力學不穩定性
  5.1  托卡馬克大縱橫比量階下δW的展開表達式
  5.2  外扭曲模
  5.3  內扭曲模
  5.4  軸對稱（n=0）模式：垂直位移不穩定性（VDE）
  小結
  習題
  參考文獻
第六章  壓強驅動的理想磁流體力學不穩定性
  6.1  螺旋箍縮中的局域交換模
  6.2  托卡馬克的局域壓強驅動模
  6.3  基於展開方法的氣球本征模方程推導

  6.4  基於氣球模展開的：Mercier判據推導
  小結
  習題
  參考文獻
第七章  壓強和電流耦合驅動的理想不穩定性：邊緣局域模
  7.1  邊緣局域模現象
  7.2  邊緣局域模線性磁流體理論
  7.3  邊緣局域模循環的低維演化模型
  7.4  邊緣局域模的控制
  7.5  剝離模能量原理推導
  7.6  邊緣氣球模理論
  小結
  習題
  參考文獻
第八章  壓強和電流共同驅動的理想不穩定性：電阻壁模
  8.1  托卡馬克壓強與電流共同驅動的全局理想磁流體模式
  8.2  導電壁對外扭曲模的影響
  8.3  電阻壁中渦旋電流及穩定效應的衰減
  8.4  電阻壁模色散關係
  8.5  電阻壁模的被動和主動致穩
  8.6  線性理想磁流體不穩定性和β極限
  8.7  旋轉等離子體中的電阻壁模的穩定性分析
  小結
  習題
  參考文獻
第九章  電流驅動的電阻撕裂模
  9.1  電阻磁流體不穩定性：撕裂模
  9.2  平板位形線性電阻撕裂模的數學推導
  9.3  導向場存在時的電阻撕裂模
  9.4  托卡馬克中的磁島
  9.5  Rutherford方程：磁島的非線性演化
  9.6  Rutherford方程的原始數學推導
  9.7  磁島增長的非線性飽和
  9.8  撕裂模旋轉鎖定和鎖模不穩定性
  小結
  習題
  參考文獻
第十章  有限比壓區域的電阻撕裂模
  10.1  有限比壓托卡馬克中的線性撕裂模
  10.2  非線性撕裂模對溫度分佈的影響
  10.3  有限比壓托卡馬克中的新經典撕裂模
  10.4  小縱橫比托卡馬克新經典撕裂模的理論推導
  小結
  習題
  參考文獻
第十一章  混合動理學-磁流體力學不穩定性
  11.1  混合動理學-磁流體力學模型
  11.2  高能量粒子驅動的TAE理論
  11.3  高能量粒子驅動的內扭曲模-魚骨模理論
  11.4  含高能量粒子效應的氣球模理論

  11.5  含捕獲粒子效應的電阻壁模理論
  小結
  習題
  參考文獻
索引

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