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龙图腾网获悉中国科学技术大学申请的专利一种单位磁面坐标系下的边界等离子体模拟方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121809190B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610289976.8，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种单位磁面坐标系下的边界等离子体模拟方法是由董天佐;孙有文;叶民友;毛世峰设计研发完成，并于2026-03-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种单位磁面坐标系下的边界等离子体模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种单位磁面坐标系下的边界等离子体模拟方法，属于磁约束托卡马克边界等离子体模拟技术领域。首先，利用单位磁面坐标系表达物理模型，通过单位化基矢量实现物理量与几何效应分离，避免X点附近奇异性；其次，将环向傅里叶级数表示与沿磁场线差分相结合，降低问题维度并减少数值耗散；再次，采用广义有限差分方法和变换坐标系处理X点及其邻近点，使网格可直接包含X点；最后，通过网格筛选方法在高密度网格下预计算几何量和差分系数，提高几何效应计算精度。本发明能够准确模拟X点对边界等离子体的稳定性产生的影响，显著降低计算资源消耗，提高模拟效率和准确性。

本发明授权一种单位磁面坐标系下的边界等离子体模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种单位磁面坐标系下的边界等离子体模拟方法，其特征在于，包括： 步骤1，使用单位磁面坐标系中的算符表达物理模型：依据托卡马克磁场位形定义单位磁面坐标系，利用所述单位磁面坐标系将张量微分算符用基础方向导数微分算符组合表达，并计算几何量以描述磁场位形的几何效应，从而在X点附近实现物理量与几何效应的分离； 步骤2，处理的环向坐标与沿磁场线差分结合以进行数值离散：在托卡马克的环向截面上划分网格，对环向坐标进行傅里叶分解得到各环向模数的傅里叶系数，借助沿磁场线坐标推导差分算符表达式，构建联系基本算符与偏导数的变换矩阵，在沿磁场线坐标系下表达基本微分算符，并对径向和平行方向采用有限差分离散，对环向采用傅里叶级数离散； 步骤3，变换坐标系处理X点和其邻近点：针对所述步骤2在X点附近因相位平移角度无穷大而不适用的情形，对于X点，直接利用所述单位磁面坐标系的第三基矢量得到沿磁场线方向的差分，对于X点的邻近点，在单位磁面坐标系中直接表达差分算子而不进行沿磁场线的相位平移，确定差分格式，从而在X点及周边区域建立适用于奇异点的数值格式；以及， 步骤4，预先计算几何量和差分系数：在高于模拟所需密度的网格下预先计算所述步骤1至3所需的几何量和偏导数系数，从中筛选出用于模拟计算的合适密度网格； 所述步骤2中，所述沿磁场线坐标通过引入变量实现，所述变量由定义，其中为安全因子，为直场线角修正，是极向磁通，所述变换矩阵为将基本算符映射到坐标系下的偏导数的矩阵，是归一化的径向坐标，是极向角度，是环向角度。

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