目录 / 文档-技术白皮书 / 39-EFT.WP.Plasma.Confinement v1.0
I. 规范来源与适用范围
- 本章固定 Plasma Confinement(PC)的术语与符号口径,覆盖平衡与拓扑、波与加热、输运与湍流、边界层与诊断的跨域接口。
- 小节标题用罗马数字并加粗;项目符号用 “- 空格”;编号列表用 “1. 空格”。
- 文内所有符号/公式一律英文并用反引号包裹;凡含除号/积分/复合算符者必须加括号,并显式声明路径 gamma(ell) 与测度 d ell。
- 共享到达时口径(两式等价,须显式路径/测度并记录 delta_form):
- 常量外提:T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell )
- 一般口径:T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell )
- SI 单位;关键等式需 check_dim = pass;跨卷硬门:守恒/因果成立、两口径 T_arr 一致。
II. 术语总表(首现处需落锚)
- 场与流体:B(x,t)(磁场)、E(x,t)(电场)、J(x,t)(电流密度)、u_s(x,t)(组分流速)、n_e/n_i(密度)、T_e/T_i(温度)、p = n k_B T(压强)、β = 2μ0 p / B^2。
- 拓扑与平衡:psi(极向磁通)、Φ(环向磁通)、q(psi)(安全因子)、⟨·⟩_psi(磁面平均)。
- 轨道与尺度:Ω_c = q_s B / m_s(回旋频率)、ρ_L = v_⊥ / Ω_c(拉莫半径)、λ_mfp(平均自由程)、χ_∥/χ_⊥(热扩散率)。
- 波与加热:n_eff(omega)(有效折射率)、k_∥/k_⊥、E_RF、α_abs(吸收系数)、P_dep(r)(沉积)。
- 输运与湍流:Γ_s(粒子通量)、Q_s(能量通量)、D_GB(gyro-Bohm 标度)、S_k(omega)(谱密度)。
- 诊断与观测:ECE/CTS/interferometry/magnetics/divertor heat flux 等通道与其标定因子。
- 平均与统计:⟨·⟩(统计/时域/体积平均,需下标标注域),RMS{·}(均方根)。
III. 符号与单位(最小集合)
符号 | 含义 | 类型/域 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
B(x,t) / E(x,t) | 磁/电场 | 向量场 | T / V·m⁻¹ | ∇·B=0 |
J(x,t) | 电流密度 | 向量场 | A·m⁻² | μ0 J = ∇×B(准静态) |
u_s、n_s、T_s | 组分流速/密度/温度 | 场 | m·s⁻¹ / m⁻³ / eV 或 K | s∈{e,i,...} |
p、β | 压强/等离子体 β | 标量 | Pa / — | p = n k_B T |
psi、q(psi) | 极向磁通/安全因子 | 标量 | Wb / — | 磁面坐标 |
Ω_c、ρ_L | 回旋频率/半径 | 标量 | s⁻¹ / m | 组分相关 |
χ_∥/χ_⊥ | 热扩散 | 标量 | m²·s⁻¹ | 各向异性 |
n_eff(omega) | 有效折射率 | 标量 | — | 射频传播 |
k_∥/k_⊥ | 波数分量 | 标量 | m⁻¹ | 与 n_eff 相关 |
α_abs、P_dep(r) | 吸收/沉积 | 标量/径向函数 | — / W·m⁻³ | 加热通道 |
Γ_s、Q_s | 粒子/能量通量 | 标量 | m⁻²·s⁻¹ / W·m⁻² | 输运指标 |
S_k(omega) | 谱密度 | 标量 | 依定义 | 需给定归一 |
T_arr、gamma(ell), d ell | 到达时/路径/测度 | — | s / m / m | 两口径记录 |
Δt_sync | 时间基不对齐 | 标量 | s | Δφ = omega·Δt_sync |
IV. 量纲与归一(建议口径)
- Alfvén 归一:v_A = B/√(μ0 ρ),τ_A = L / v_A,\hat{t}=t/τ_A,\hat{u}=u/v_A,\hat{B}=B/B_0。
- gyro-Bohm 标度:D_GB = ρ_s^2 c_s / a(或同量纲等价式),采用“帽号” \hat{·} 标注无量纲量并提供映射表。
- 能量与功率:统一以 SI(J、W)为基,若用 eV,须在数据卡明示换算。
V. 禁用别名与冲突名(强制)
- T_fil(张力)≠ T_trans(透射系数),严禁混用。
- n(数密度)≠ n_eff(有效折射率),严格区分。
- 禁止裸用 c;一律写 c_ref。
- sigma 二义:导电率用 sigma_cond,标准差用 sigma_std。
- 频域变量统一 omega;f 仅用于文字描述,不进入方程。
- 禁止在同一方程中混写 rad 与 dB。
VI. 记号风格与表达规则(强制)
- 内联+括号:Z = ( V / I )、P = (1/2)·Re{V I*} 等必须加括号;卷积/平均需指明域与核。
- 路径/测度:所有线积分/到达时表达必须声明 gamma(ell) 与 d ell;两种 T_arr 口径任选其一,但在数据/报告层记录 delta_form。
- 守恒/因果:最小方程需给出收支项与边界通量;线性响应须注明因果(K–K)或稳定性约束。
- 平均与误差:⟨·⟩ 标注平均域(t/ψ/V),不确定度用 u(·);给出 u 的合成口径。
VII. 到达时两口径与一致性门(硬门)
同一 gamma(ell) 与 n_eff 上,要求 |T_arr^{(n_over_c)} − T_arr^{(one_over_c_times_n)}| ≤ u(T_arr);否则不得发布。VIII. 记录字段(与数据卡协同)
- 必填:device/geometry/coils、equilibrium{psi,q(psi)}、transport/closure、rf{freq,n_eff,alpha_abs,P_dep}、diagnostics{AF/PF/标定}、arrival{form,gamma,measure,c_ref,Tarr,u_Tarr,delta_form}、qa_gates{check_dim,conservation,stability}。
- 示例(片段):
- pc_record:
- device: {type:"tokamak", R0_m:1.8, a_m:0.6}
- equilibrium: {psi_file:"/data/psi.nc", q_profile:"/data/q.nc"}
- rf:
- freq_GHz: 170
- n_eff_model: "cold_plasma"
- alpha_abs: {...}
- P_dep_Wm3: {...}
- transport: {closure:"gyroBohm", chi_perp_m2s: 0.6}
- arrival:
- form: "n_over_c"
- gamma: "explicit"
- measure: "d_ell"
- c_ref: 299792458.0
- Tarr_s: 2.31e-06
- u_Tarr_s: 8.0e-08
- delta_form: "n_over_c"
- qa_gates: {check_dim:"pass", conservation:"pass", stability:"pass"}
IX. 不合规示例(禁止)
- T_arr = ∫ n_eff(未声明路径/测度,×)。
- 在同一方程中将 rad 与 dB 混用于相位/幅度(×)。
- 以 n 代指 n_eff 或相反(×)。
- 省略平均/域下标的 ⟨·⟩(×)。
X. 本章执行要点
- 首次出现术语/符号须落锚并给出类型注记(标量/向量/张量,实/复)、单位与可测部分(幅值/相位/实部)。
- 任何跨卷引用必须采用“卷名 + 版本号 + 锚点(P/S/M/I)”固定格式,优先条目级锚点。
- 本章口径自此生效,供第3–16章与附录在 PC 场景下复用。
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首次发布: 2025-11-11|当前版本:v5.1
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