托卡馬克偏濾器靶板侵蝕及一維刮削層物理的粒子模擬研究的任務(wù)書

托卡馬克偏濾器靶板侵蝕及一維刮削層物理的粒子模擬研究的任務(wù)書任務(wù)書：題目：托卡馬克偏濾器靶板侵蝕及一維刮削層物理的粒子模擬研究背景：托卡馬克聚變是目前實(shí)現(xiàn)核聚變能源的主要研究方向之一。聚變前沿區(qū)產(chǎn)生的高溫等離子體會(huì)對(duì)托卡馬克壁面造成較大的侵蝕和熱負(fù)荷，特別是偏濾器靶板容易受到侵蝕和刮削。因此，了解靶板的耐久性是提高偏濾系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行能力的重要問(wèn)題。任務(wù)描述：1.研究托卡馬克偏濾器靶板的侵蝕機(jī)制，了解靶板表面結(jié)構(gòu)、材料成分、熱量負(fù)荷和其他影響因素。2.基于現(xiàn)有研究，利用粒子模擬方法對(duì)偏濾器靶板進(jìn)行模擬，分析其熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征。3.研究一維刮削層對(duì)靶板的影響，模擬刮層粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析碰撞、吸附和擴(kuò)散等過(guò)程的影響。4.根據(jù)模擬研究結(jié)果，提出優(yōu)化靶板材料和結(jié)構(gòu)的建議，以提高偏濾器的性能和耐久性。研究?jī)?nèi)容：1.建立靶板侵蝕模型，模擬高能離子撞擊靶板表面的反應(yīng)過(guò)程，研究靶板表面的能量轉(zhuǎn)移和晶格結(jié)構(gòu)的變化。2.發(fā)展一維刮削層模型，模擬刮層粒子在靶板表面的掃描和磨擦過(guò)程，分析其對(duì)靶板表面形貌和材料性能的影響。3.利用分子動(dòng)力學(xué)方法建立托卡馬克偏濾器靶板的數(shù)值模型，研究靶板表面的分子動(dòng)力學(xué)特征，包括晶格結(jié)構(gòu)、分子間相互作用和表面特性等。4.通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的分析和比較，提出靶板優(yōu)化建議，包括優(yōu)化靶板材料、加強(qiáng)靶板表面防護(hù)和改善靶板加工工藝等方面的建議。預(yù)期結(jié)果：通過(guò)粒子模擬方法研究托卡馬克偏濾器靶板的侵蝕和刮削層物理過(guò)程，可以深入理解靶板表面的物理和化學(xué)特征，掌握優(yōu)化靶板材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，提高偏濾器靶板的性能和耐久性。預(yù)計(jì)可以發(fā)表2~3篇SCI論文，并提出相關(guān)的專利申請(qǐng)。計(jì)劃流程：階段一：文獻(xiàn)調(diào)研、模型架構(gòu)和參數(shù)選擇階段二：高能離子撞擊靶板表面的反應(yīng)過(guò)程模擬研究階段三：一維刮削層物理過(guò)程模擬研究階段四：分子動(dòng)力學(xué)模擬托卡馬克偏濾器靶板表面的動(dòng)力學(xué)特征階段五：模擬結(jié)果分析和靶板優(yōu)化建議提出階段六：結(jié)果匯總、論文撰寫和專利申請(qǐng)計(jì)劃時(shí)間：階段一：1個(gè)月階