通过求解二维热输运方程，数值分析了横越单磁岛的热输运现象。仅有背景加热时，当磁岛宽度小于临界磁岛宽度时，磁岛对能量约束影响不明显；当磁岛宽度大于临界磁岛宽度时，磁岛降低的能量损失随着磁岛宽度呈线性增大，有效径向热导系数在磁岛区域呈高斯分布且最大值在有理面处。当等离子体背景加热与ECRH共同加热时，ECRH对磁岛区域的温度分布及能量约束均有别于背景热源，这为进一步研究ECRH抑制撕裂模的问题提供了基础。
用于ITER偏滤器的朗缪尔探针工作于恶劣的热核聚变反应条件并承受极大的热流密度。因此，偏滤器探针的结构设计及优化很重要。使用ANSYS软件对探针进行了热分析和不同模型的对比，获得了探针热力学工况的基本特点，可为ITER偏滤器朗缪尔探针的工程设计提供参考。
采用简化阴极的一维边界层模型，将同轴磁旋转电弧等离子体发生器的阴极与弧柱耦合求解，使用FLUENT软件，数值模拟了不同锥角阴极的形状对磁分散电弧等离子体、阴极弧根和阳极弧根位形的影响。结果表明：阴极弧根具有扩散特征，其电流密度为107A•m-2量级；阴极形状的改变引起阴极弧根位形和电流密度分布变化，从而影响等离子体参数分布；随着阴极锥角的增大，阴极弧根从阴极前端移动到阴极侧面，等离子体区域向下游偏移，等离子体轴向厚度减小。
应用多光子非线性Compton散射模型和分段电流密度卷积时域有限差分法，将入射光和Compton散射光作为形成缺陷模的机制，研究了Compton散射对具有单一缺陷模的时变磁化等离子体光子晶体缺陷模的影响。结果表明：与Compton散射前相比，入射光频率低于等离子体频率时，禁带中仍存在明显的缺陷模，其频率随等离子体驰豫时间的增大而缓慢增大；等离子体弛豫时间相等时，等离子体均匀分布的禁带透射系数峰值比Epstein分布时小，两者的缺陷模特征都比较明显，但两者的禁带宽度及缺陷模之间的区别明显减小。
采用纳秒脉冲电源，在静止空气条件下，开展了不同气压、放电距离和电压条件下的大体积纳秒脉冲放电实验研究。研究表明，当长度固定为200mm时，气压为250Pa时，随着电压的增大，放电区域从圆锥电极附近扩展到整个通道。当电压为12kV时，放电布满整个通道；随气压升高，初始放电电压增大。实验中发现在电压升高到一定程度时纳秒脉冲电离出现不稳定性，表现在气压相对较低时等离子体出现径向波动，气压相对较高时非平衡等离子体放电向电弧放电转变。分析认为，为了实现大体积均匀放电等离子体的产生，阻止放电不稳定性发生，应该采用上升沿时间更短，脉宽更小，电压更高的纳秒脉冲电源。
利用自行设计的快速移动静电探针对大气压下以氩气为工质的大尺度磁分散电弧等离子体进行诊断，分析了探针电压与电流的波形，绘制探针伏安特征曲线(U-I曲线)，得到了发生器轴线方向等离子体波动特性以及电子温度沿轴线的变化趋势。发现等离子体发生器中心具有回流区，得到了电弧等离子体的大致体积。
使用Jsolver程序及托卡马克模拟程序TSC对紧凑型聚变裂变混合堆系统的反剪切平衡位形、自举电流份额及放电模拟进行数值模拟研究，以此探讨该混合堆的可行性和先进性。
实验研究了超强激光与平面薄膜Cu靶的相互作用中，在靶背法线方向产生的离子能量分布。实验中采用固体核径迹探测器CR39和Thomson谱仪相结合测量离子能谱。实验中同时测量到了质子和C4＋、C3＋、C2＋ 和 C1＋离子。实验结果表明：离子沿着靶背法线方向发射，离子在一定能量处出现截断；在固体核径迹探测器CR39上可以看出碳离子信号比质子信号弱，质子的产额远高于碳离子,质子对碳离子有屏蔽作用；在相同发次中 C4＋、C3＋、C2＋和C1+离子随着荷质比的增大, 相应离子的截止能增加。
为提高NBI系统的稳定运行参数和可靠性，研制了一台基于高频开关电源技术的全固态调制输出负高压测试电源，并将HL-2A装置NBI系统原4套抑制极电源的电子管调制器改为基于IGBT串联技术的全固态调制器。对比原抑制极电源系统，给出了基于高频开关技术和IGBT串联技术的抑制极电源结构。结合NBI系统调试实验，通过调节抑制极电源电压，瞬态电流输出能力，分析了抑制极电源输出性能对离子源束流引出特性，离子源引出电极击穿特性的影响，获得了引出稳定离子束流的最低抑制电压。
本文基于中国固态实验包层模块(CN HCCB-TBM)优化设计，应用ANSYS软件参数化语言编程方法，对中国固态TBM在ITER等离子体两种主破裂事故下的电磁载荷进行了评估与分析，并利用分析结果进行了电磁-结构和电磁-热的耦合计算。研究结果表明中国固态TBM的更新结构设计在等离子体瞬态变化中符合安全设计要求。
采用球形托卡马克(ST)等离子体位形，对氦冷嬗变包层、钠冷嬗变包层、氟锂铍(FLiBe)熔盐冷嬗变包层三种嬗变包层中子学方案进行了初步计算分析，并就各自的中子学特性进行了比较。结果表明，从嬗变长寿命放射性锕系核素237Np的角度考量，FLiBe冷却嬗变包层的嬗变性能最优。对氦冷嬗变包层的计算结果表明，通过改变初装料时237Np在次锕系元素中的成分比例，可使包层在比较长的运行时间(9.62年)内，保持稳定有效增殖系数、稳定功率、稳定产氚率。
根据EAST-NBI大面积束引出系统的特点及装配要求，研究合理的装配方法。通过多种装配方法来消除装配中产生的误差，以到达最大误差小于0.05mm，真空接口漏率小于1×10-7Pa.L.s-1，冷却水管耐压1MPa，通过100kV的静电耐压测试，并进行了离子束引出，初步验证了引出系统装配的成功，支持兆瓦级强流离子源的研制。
利用微波电子回旋共振等离子体增强型化学气相沉积(ECR-PECVD)采用一步法直接在K9玻璃上低温沉积制备了多晶硅薄膜。研究了不同实验参数对薄膜沉积的影响，采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)等实验分析方法对不同条件下制备的样品进行了晶体结构和表面形貌分析，并讨论了多晶硅薄膜沉积的最佳条件。实验结果表明，玻璃衬底上多晶硅薄膜呈柱状生长，并有一定厚度的非晶孵化层；较高氢气比例和衬底温度有利于结晶，薄膜的结晶率达到了62%；晶粒团簇的最大尺寸约为500nm。
采用Nelder-Mead 单纯形算法实现了等离子体隐身时多个等离子体参数的优化反演，初步解决了隐身应用研究中等离子体参数的局部最优取值问题。反演结果表明，对于非磁化均匀冷等离子体，在选定的参数取值范围内，吸收程度由等离子体的电子密度、碰撞频率及等离子体层厚度共同决定。等离子体层厚度决定了最佳吸收波长，且当入射雷达波频率大于某一频率时，等离子体碰撞频率趋于一个稳定值。
为了研究空间原子氧(AO)环境和摩擦材料的相互作用机理，以MSTS-1型真空摩擦磨损试验机为平台，研制了可用于模拟空间AO环境下摩擦学试验的AO束流源。该AO源的束流直径超过Æ50mm，通量密度为2.6×1015atoms×cm-2×s-1，AO平均能量5～10eV。常用空间材料Kapton薄膜的AO暴露试验结果也与国外空间飞行试验结果相似。该AO源工作状态稳定、束流纯净、运行气压低、小巧轻便，满足了空间摩擦学试验的特殊要求，并可广泛用于空间AO环境和摩擦材料的相互作用效应模拟研究。
基于介质阻挡放电等离子体的体积力气动激励机理，仿真研究了等离子体增升减阻技术对沿螺旋桨桨径方向均匀分布的10个叶素气动特性的改善效果。采用叶素理论，对比分析了等离子体对螺旋桨整体气动性能的提高效果。主要结论有：桨尖和桨叶根部的叶素容易发生气动分离现象，其中根部叶素处于负攻角的工况中；采用介质阻挡放电等离子体流动控制技术可以完全抑制流动分离不太严重的桨叶中部区域的叶素气动分离，对桨尖处翼型的严重气动分离不能完全抑制但也有改善作用，但对处于负攻角工况的叶素作用不大；等离子体增升减阻技术确实可以提高螺旋桨的气动性能，对本文所研究的情况，螺旋桨的拉力和效率分别提高了28.27%和12.3%。
