Magnetic Control of Tokamak Plasmas pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Pironti, Alfredo

出品人:

页数:161

译者:

出版时间:

价格:$ 145.77

装帧:

isbn号码:9781848003231

丛书系列:

图书标签:

Tokamak
Plasma Physics
Magnetic Confinement
Fusion Energy
Plasma Control
Magnetohydrodynamics
Transport Phenomena
Diagnostics
Heating and Current Drive
Numerical Simulation

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具体描述

The problem of confining a plasma, with sufficiently high density and temperature, is of crucial importance if nuclear fusion is to be made usable as a form of power generation. Tokamaks a " devices with a toroidal geometry a " are among the most popular candidates by which such confinement can be achieved. A tokamak separates a plasma from its surroundings by means of a magnetic field generated by several coils distributed around the plasma. The main topic of Magnetic Control of Tokamak Plasmas is the design of feedback control systems guaranteeing the stability of plasma equilibrium inside a tokamak and the regulation of the plasma position and shape during plasma pulses. Modelling and control details are presented, allowing the non-expert to understand the control problem. Starting from equations of magneto-hydro-dynamics, all the steps needed for the derivation of plasma state-space models are enumerated. The basics of electromagnetics are frequently recalled. The control problem is then described beginning with control of current and position a " vertical and radial a " and progressing to the more challenging shape control. The solutions proposed vary from simple PIDs to more sophisticated MIMO controllers. Wherever possible, the various topics are rounded out with results obtained through the authorsa (TM) contributions to experiments with actual tokamaks. Mathematical details which are outside the normal province of control engineers are presented in an appendix for the interested reader. The ideas formulated in this monograph will be of great practical help to control engineers, academic researchers and graduate students working directly with problems related to the control of nuclear fusion. They will also stimulate control researchers interested more generally in the advanced applications of the discipline.

好的，这是一份关于一本名为《磁性控制聚变反应堆等离子体》的图书简介，内容力求详实，避免提及任何与您提供的原书名《Magnetic Control of Tokamak Plasmas》相关的内容，并力求自然流畅，不带AI痕迹。 --- 《先进材料科学与工程：结构、性能与应用》图书简介本书全面深入地探讨了现代材料科学与工程领域的基石理论、前沿进展及其在实际工程中的应用。全书旨在为材料学、机械工程、化学工程、航空航天以及能源科学等相关专业的学生、研究人员和行业工程师提供一本权威且实用的参考指南。第一部分：材料基础理论与微观结构本书的开篇部分着重于奠定坚实的理论基础。我们将首先回顾经典固体物理学中关于晶体结构、晶格缺陷和扩散过程的核心概念。重点在于如何将微观尺度的原子排列与宏观尺度的材料性能联系起来。晶体结构与衍射：详细介绍了常见金属、陶瓷和聚合物的晶体结构，包括密堆积、体心立方和面心立方结构。通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等分析技术，阐释了如何确定材料的晶相、晶粒尺寸和取向。特别关注了多晶材料中的晶界对力学性能的影响。缺陷工程：深入分析了点缺陷（如空位和间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的形成机制及其在材料塑性、蠕变和断裂中的关键作用。通过引入“缺陷工程”的概念，我们探讨了如何通过调控缺陷浓度和分布来优化材料的性能，例如通过辐照诱导的缺陷聚集来强化金属。热力学与相图：严谨地阐述了材料的热力学基础，包括吉布斯自由能、化学势和相平衡原理。详细解析了二元和三元相图的构建与解读，特别是关于固溶体、共晶、共析反应的分析。这部分内容对于理解材料在加工和服役过程中的微观结构演变至关重要。第二部分：力学行为与性能表征本部分聚焦于材料在外部载荷作用下的响应，这是结构工程应用的核心。我们超越了简单的强度和硬度测试，深入到更精细的力学行为分析。弹性与塑性变形：详细描述了胡克定律在线性弹性范围内的应用，并深入探讨了非线性弹性和粘弹性行为，尤其是在聚合物和复合材料中的表现。塑性变形部分，重点阐述了位错运动机制，包括滑移和孪生，并引入了先进的本构模型，如考虑应变率敏感性的模型。断裂力学：全面介绍了线弹性断裂力学（LEFM）和弹塑性断裂力学（EPFM）。内容涵盖了应力强度因子、裂纹尖端塑性区、断裂韧性（$K_{IC}$）的测量与计算。对于高熵合金和先进陶瓷，我们引入了局部判据（如J积分）来评估其抗断裂能力。疲劳、蠕变与耐久性：疲劳是结构失效的最常见原因之一。本书详细分析了低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的机制，讨论了S-N曲线的构建、Paris定律的应用以及疲劳裂纹的萌生与扩展。蠕变部分，关注高温服役下的时间依赖性变形，并介绍了基于Norton定律和Bailey-Orowan方程的寿命预测方法。第三部分：功能材料与先进制造本部分的重点在于介绍具有特定电、磁、光、热功能的先进材料，以及实现这些材料的尖端制造技术。电子与磁性材料：探讨了半导体材料的能带理论基础，从P-N结的工作原理到集成电路中的应用。在磁性方面，深入分析了铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的微观起源，重点介绍了永磁材料（如NdFeB）和软磁材料（如坡莫合金）的设计原则。先进复合材料与界面科学：复合材料因其高比强度和高比模量在航空航天领域占据核心地位。本书细致分析了纤维增强复合材料（FRC）和颗粒增强复合材料（PRC）的宏观力学性能预测模型（如混合律、Voigt/Reuss模型），并强调了基体-增强相界面的关键作用，包括界面粘接、裂纹偏转机制。增材制造（3D打印）中的材料挑战：鉴于增材制造的快速发展，本书专门开辟章节讨论其对材料微观结构的影响。例如，激光选区熔化（SLM）过程中快速凝固导致的不同于传统铸造的偏析、孔隙率和残余应力问题，以及如何通过工艺参数优化来控制最终部件的性能。第四部分：材料的表面工程与环境行为材料的性能往往受制于其表面状态和服役环境。本部分聚焦于如何通过表面改性来提升材料的耐久性。腐蚀与防护：详细分类了电化学腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）和氢致脆化等常见腐蚀现象。防护策略部分，不仅包括传统的涂层技术，还重点介绍了先进的转化膜技术、热喷涂以及原子层沉积（ALD）技术在构建高性能保护涂层中的优势。表面改性技术：探讨了诸如离子注入、PVD/CVD薄膜沉积、激光熔覆等技术如何改变材料表面的化学成分和晶体结构，以提高硬度、耐磨性和抗腐蚀性。总结与展望本书在结构设计、性能评估和先进制造方法之间搭建了坚实的桥梁。通过详尽的案例分析和最新的研究成果整合，读者将能够掌握从原子尺度理解材料行为，并将其转化为可靠工程解决方案的能力。本书的最终目标是激发读者对材料科学未知领域的探索热情，推动下一代高性能结构与功能材料的开发。 ---