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专利号: 2022104889048
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于准环对称仿星器的限制器,安装在真空室的内侧壁,其特征在于,包括支撑结构、热沉和瓦片,热沉呈长条状,所述瓦片的横截面呈半包围结构并包覆卡合在热沉上,通过第一安装件连接瓦片和热沉,热沉通过第二安装件安装在支撑结构上,所述支撑结构通过连接件与真空室连接;所述瓦片包括顶板和两个侧板,所述侧板设置在顶板的两侧;所述顶板的顶面为作用面,所述作用面与准环对称仿星器最外闭合磁面的形状相匹配;

支撑结构包括多个支撑板,在每个支撑板上均分别设置有连接件,在每个支撑板上开设有多个第三安装孔,第三安装孔设置在支撑板的两侧,使用连接件穿过第三安装孔,通过连接件与第三安装孔配合,将支撑板连接固定在真空室内腔的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的一种用于准环对称仿星器的限制器,其特征在于,所述热沉共设置有多个,多个热沉的横截面形状均呈方形,多个热沉并接成一列形成长条状的柱体;

所述瓦片设置有多个,多个瓦片的横截面形状均呈“U”形,多个瓦片并接成一列并包覆卡合在多个热沉形成的长条状柱体上,所述瓦片包覆在热沉的三个侧壁。

3.根据权利要求2所述的一种用于准环对称仿星器的限制器,其特征在于,多个热沉依次首尾相连安装在多个支撑板上;在瓦片的两个侧板上均开设有第一安装孔,第一安装孔贯穿侧板并伸入热沉的侧壁,使用第一安装件通过第一安装孔,将瓦片与热沉连接固定;

在支撑结构的支撑板上开设有第二安装孔,第二安装孔贯穿支撑板并伸入到热沉的底壁,使用第二安装件通过第二安装孔,将支撑结构与热沉连接固定。

4.根据权利要求3所述的一种用于准环对称仿星器的限制器,其特征在于,所述瓦片采用石墨材质制成;所述第一安装件、第二安装件和连接件均为螺栓;

多个支撑板所构成的支撑结构的整体形状为弧形,并与对应真空室内壁的弧形相适配;

作用面为多个瓦片的顶面首尾相连形成,且所述作用面为面向最外闭合磁面的曲面。

5.一种限制器的设计方法,用于设计权利要求1至4任一项所述的限制器,其特征在于,包括以下步骤:步骤S100:确定限制器作用面的曲面形状;

获取准环对称仿星器的柱坐标系下最外闭合磁面的坐标:

式中:R表示柱坐标系内沿水平方向的环向坐标,Z表示柱坐标系内沿高度方向的纵向坐标,通过R和Z确定柱坐标系下的最外闭合磁面的坐标;

Rmn表示磁面各模对应的R坐标的傅里叶分量,Zmn表示磁面各模对应的Z坐标傅里叶分量,θ表示极向角,φ表示环向角,s表示径向归一化磁通,m表示极向模数,n表示环向模数,Np表示环向周期数;

将最外闭合磁面的坐标值进行可视化处理,得到最外闭合磁面的曲面形状;

根据最外闭合磁面的曲面形状,确定限制器作用面的曲面形状,限制器作用面的曲面形状与最外闭合磁面的曲面形状相适配。

6.根据权利要求5所述的一种限制器的设计方法,其特征在于,还包括以下步骤:步骤S200:确定最外闭合磁面的曲率半径

式中:ρ为曲率半径,y’为曲线直角坐标方程的一阶导数,y”为曲线直角坐标方程的二阶导数;当选定一个环向角φ后,最外闭合磁面的坐标R,Z便形成一个二维坐标,Z值便对应y值;

步骤S300:计算最外闭合磁面的曲率

式中:κ为曲率。

7.根据权利要求6所述的一种限制器的设计方法,其特征在于,还包括以下步骤:步骤S400:选择环向角φ等于0 deg.、45 deg.或90 deg.的最外闭合磁面所对应的横截面,且在极向角θ等于110‑250 deg.范围内,选择曲率κ值最小的位置安装限制器。

8.根据权利要求7所述的一种限制器的设计方法,其特征在于,还包括以下步骤:步骤S500:将限制器安装在同一环向角φ的横截面上,并且限制器面向等离子体的作用面与最外闭合磁面相切。