北京航空航天大学等离子体物理考博初试主要考察对等离子体物理基础理论、数值模拟方法和实验技术应用的掌握程度,考试科目包含专业基础课《等离子体物理理论》和专业综合课《磁流体动力学与聚变工程》。考生需重点复习《等离子体物理基础》(王尔智著)和《磁流体动力学》(周志华著)两本核心教材,其中前者要求掌握等离子体基本性质、输运过程及统计物理方法,后者侧重于磁流体方程组的建立、稳定性分析及 tokamak装置相关计算。近五年试题显示,约40%的考题涉及等离子体数值模拟(如蒙特卡洛方法、粒子-in-cell算法),30%考察磁流体动力学方程应用,剩余部分分布在等离子体诊断技术、聚变装置物理设计等拓展领域。
专业基础课考试采用闭卷形式,时长180分钟,题型包含填空题(20分)、计算题(50分)、论述题(30分)。其中计算题常涉及磁镜场中粒子能量损失计算、磁流体不稳定性临界参数推导等典型问题,需熟练运用朗缪尔波色动量守恒方程等核心公式。2022年新增实验设计题,要求根据给定磁约束装置参数(如D-T等离子体温度、等离子体密度、磁场强度)设计诊断方案,并评估测量误差。考生需额外关注《等离子体诊断技术》(李建刚著)中示踪粒子法、微波诊断等章节。
专业综合课考试包含理论推导(60分)与工程应用(40分)两部分,重点考察 tokamak等离子体物理设计能力。典型考题如:推导环形磁场中 scrape-coil 构型对等离子体边界位置的调控机制(2021年真题),要求结合磁流体动力学方程和磁场位函数进行多物理场耦合分析。工程应用题常涉及ITER工程参数优化,如给定磁约束装置体积和等离子体参数,计算第一壁材料的热负荷分布及冷却系统设计。考生需熟练掌握NASAMO、COMSOL等专业模拟软件,近三年有12%的考题要求提交数值模拟结果并附分析报告。
备考策略建议采用"三阶段递进式"复习:基础阶段(3-6个月)系统梳理教材知识框架,完成《等离子体物理习题集》(清华大学出版社)中85%以上习题;强化阶段(2个月)聚焦北航历年真题(2008-2022年),建立典型问题解决方案库;冲刺阶段(1个月)进行全真模拟训练,重点突破 tokamak物理设计、等离子体数值模拟等高频考点。特别需要关注北航"高温超导托卡马克"和"聚变材料辐照效应"两个重点实验室近三年发表的SCI论文(可在知网检索北航作者2019-2023年相关论文),其中2023年考题直接引用了实验室关于EAST装置运行参数优化的一篇实验研究数据。
复试环节包含英语学术报告(15分钟)和导师组提问(30分钟),建议提前准备3分钟中英文对照的等离子体物理前沿报告(如2023年ASIPP会议热点:高约束模式维持机制)。导师组提问常涉及报考动机与科研规划,需结合北航"空天信息"学科特色,阐述对"聚变-核聚变推进系统"等交叉领域的研究设想。特别提醒考生注意北航2024年新增"等离子体物理与人工智能"交叉研究方向,相关考题可能涉及机器学习在等离子体湍流预测中的应用。建议提前联系报考导师,邮件需包含个人研究设想(不超过500字)及近三年发表的学术论文(如有)。