计算模拟在核聚变研究中具有怎样的地位？目前有怎样的进展和难题？ 第1页

这一块还是很重要的，托卡马克有一个难点就在于托卡马克中电子的反常输运现象，现在还没有一个很好的理论来解释它，现在也只能通过模拟得到一些经验公式。我之前进实验室的时候，老师就给了我四个方向:实验，理论推导，计算模拟，数据处理。

下面，我大概简单介绍一下蜗壳在这方面的工作。

受控热核聚变需要高参数和长脉冲，分别为了达到聚变的点火条件和作为能源替代的可能性。先进运行模式正是为了满足这两方面的需求，主要指强磁场下含内部输运垒和较为稳定边界台基的放电模式。

主要研究内容包括:(1)先进运行模式 I 模形成的实验条件及相关机理研究；

（2） 内部输运垒形成的实验条件及相关机理研究；

（3） 强磁场（纵场~10T）下等离子体不稳定性与输运的研究；

（4） 应用人工智能和机器学习的方法解决热核聚变装置重要物理问题；

（5） 聚变堆条件下先进运行模式的预测研究。实验方面：

主要的实验平台为EAST、HL-2A、美国 C-Mod、DIII-D 等托卡马克装置。

在计算机模拟方面有开源的 BOUT++程序（双流体架构描述边界湍流的模拟程序）和中国科学技术大学自主研发的 SymPIC 程序（含保辛几何结构 Particle-in-Cell大规模并行动理学模拟程序），课题组正在进行基于反场箍缩、托卡马克实验数据建立首个数值磁约束装置平台，实现实验数据全生命周期管理，针对聚变物理特性构造保结构的机器学习算法、自动分析与挖掘功能，针对输运、湍流等关键问题进行特征提取与规律抽取等一系列创新研究。

这是主要项目:

整体上来看，中国在这方面还是比较薄弱的，CFETR的不少数据库和软件模拟还是要依靠国外。