On the properties of solutions for MHD shock waves in collisionless plasma with heat fluxes
本文采用八阶矩MHD近似，研究了具有热流的无碰撞等离子体中平行MHD激波解的性质。已经建立了上游冲击参数的限制，保持下游等离子体参数的物理意义。
2020-03-22 physics.plasm-ph
Minimum energy states of the plasma pinch in standard and Hall magnetohydrodynamics
轴对称放松状态的圆柱形等离子体柱被发现解析在标准和霍尔磁流体力学（MHD）通过完整的能量最小化与相应的模型中固有的不变量施加的约束。结果表明，霍尔磁流体的弛豫状态是具有均匀轴向流动和/或刚性角向旋转的无力磁场。由于速度与磁场的耦合，标准磁流体力学中的弛豫态更为复杂。讨论了这些状态在反场箍缩（RFP）中的应用。
2010-08-14 physics.plasm-ph
Multi-region relaxed magnetohydrodynamics with flow
我们提出了一个扩展的多区域弛豫磁流体力学（MRxMHD）平衡模型，包括等离子体流。这个新模型是Woltjer的模型的放松磁流体力学平衡与流动的推广。我们证明，作为等离子体区域的数量变得无限的MRxMHD的扩展减少到理想的MHD与流量。我们还证明了一些解决方案，MRxMHD与流是不与时间无关的实验室框架中，而是有三维结构，在环形方向上旋转固定的角速度。这种能力使MRxMHD潜在的应用程序来描述旋转的三维MHD结构，如“蛇”和长寿命的模式。
2014-03-03 physics.plasm-ph
Alias Sampling Effect on the Calculation of MHD Mode Number in Fusion Plasma
详细推导了混叠频率的计算公式以及混叠采样对计算MHD模数的影响。发现在混叠采样下，绝对MHD模数/结构不发生变化。这一发现可以帮助我们确定高频MHD模式的结构与低频采样诊断，即使在Nyquist-Shannon采样定理不再有效。
2019-10-21 physics.plasm-ph
Beltrami States for Plasma Dynamics Models
各种等离子体模型-不可压缩磁流体动力学（MHD）模型、可压缩MHD模型、不可压缩霍尔MHD模型、可压缩霍尔MHD模型、电子MHD模型、具有电子惯性的可压缩霍尔MHD模型-尽管基础物理的多样性，显示出一些共同的特点，在Beltrami状态，如一定的鲁棒性方面的等离子体压缩效应（尽管是在正压假设下）和{ \it Bernoulli}条件。这些模型的Beltrami状态推导出适当的总能量最小化，同时保持适当的总螺旋度常数。一个哈密顿制定框架是用来进行这些变分问题。
2010-05-27 physics.plasm-ph
Observations of Heteroclinic Bifurcations in Resistive MHD Simulations of the Plasma Response to Resonant Magnetic Perturbations
在单流体和双流体电阻磁流体动力学（MHD）模拟中，发现了旋转球形托卡马克等离子体中一类新的静态磁流体动力学（MHD）磁岛分叉。随着外部施加的非轴对称磁场扰动的幅度在这些模拟中增加，构成等离子体中的共振螺旋磁岛的子集的内部通量表面逐渐伸长并经历异宿线分叉。分叉的结果是产生一组新的双曲椭圆不动点，正如Poincaré-Birkoff不动点定理所预言的那样。场线计算不包括电阻MHD等离子体响应所施加的扰动场不经历这类分叉，表明在分叉过程中的等离子体自组织的重要性。
2018-06-12 physics.plasm-ph
Plasma Relaxation and Topological Aspects in Hall Magnetohydrodynamics
将Parker等离子体弛豫过程的磁流体力学（MHD）公式推广到Hall MHD。霍尔磁流体贝尔特拉米条件下的挠率系数α现在证明与“位涡”成正比。“如果霍尔MHD拉格朗日乘数β也与“位涡”成正比，那么霍尔MHD贝尔特拉米条件就相当于二维（2D）流体力学中的“位涡”守恒方程。霍尔磁流体力学中磁场线的缠绕模式似乎以与二维流体力学中的“位涡”线相同的方式演变。
2012-05-22 physics.plasm-ph
Accelerated Bayesian inference of plasma profiles with self-consistent MHD equilibria at W7-X via neural networks
针对W7-X高计算成本问题，将物理正则化NN模型与贝叶斯框架Minerva耦合，实现快速且稳健的等离子体参数自洽MHD推断，在保证精度的同时将推断时间缩短两个数量级以上，支持放电间隙分析。
2023-05-22 physics.plasm-ph
Emergence of MHD structures in a collisionless PIC simulation plasma
采用一维粒子模拟方法，模拟了在初始均匀垂直磁场中稠密等离子体向稀等离子体的膨胀过程。稠密等离子体以快速稀疏波的形式膨胀。被加速的稀等离子体通过其背面的切向不连续性与稠密等离子体分离。在其前部形成一个马赫数为1.5的快速磁声激波。我们的模拟演示了波的色散如何加宽激波过渡层成为一个非线性快磁声波的训练。
2017-08-26 physics.plasm-ph
Differential Geometric and Topological methods with MHD and plasma physics
给出了几何和拓扑方法在等离子体物理和磁流体力学（MHD）中应用的非孤立子例子。第一个例子考虑了磁螺旋度到引力挠率环的推广。第二个例子也考虑了同样的扭转圈度规在磁流体发电机理论中螺旋场的某些问题上的应用。在最后一个例子中，给出了黎曼磁度规，其中磁场本身存在于对角时间无关度规中。在这个例子中，MHD方程是兼容的几何Bianchi恒等式，利用嘉当的微分形式主义。还得到了螺旋流的黎曼曲率。
2005-07-31 physics.plasm-ph
Lyapunov stability of flowing MHD plasmas surrounded by resistive walls
本文用FriedemanRotenberg拉格朗日稳定性公式[Rev.Mod.Phys.32，898（1960）]导出了具有电阻壁的等离子体真空系统的一般稳定性条件。结果表明，外模的李雅普诺夫稳定性极限不依赖于陀螺项，但在扰动势能的符号。在等离子体中没有耗散（例如粘度）的情况下，预期流动不能使系统稳定。
2011-04-29 physics.plasm-ph
A Parametric Study of Extended-MHD Drift Tearing
线性漂移撕裂模式分析了不同制度的等离子体$β$，离子趋肤深度参数空间与未约化，扩展MHD模型。在中等等离子体$β$和以前的漂移撕裂的结果被归类为适用于小等离子体$β$新的色散关系。在该制度中的模式的漂移稳定性从不存在/弱变化到完成。由于抗磁漂移频率与等离子体$β$成正比，因此在小等离子体- $β$体系中使用未简化的扩展MHD模型进行验证是不切实际的。在中等等离子体- $β$区域中的新色散关系被用来验证NIMROD程序[C. R. Sovinec等人，J. Comput. 195，355（2004）]。在边界层趋肤深度较小的情况下，讨论了一阶有限Larmour半径模型的有效性。
2014-07-15 physics.plasm-ph
Evolutionarity of MHD shock waves in collisionless plasma with heat fluxes
本文在 8 矩近似下研究带热通量无碰撞等离子体中 MHD 激波的演化性，利用平行激波解在无量纲参数平面上确定快、慢激波的演化区域。
2024-01-28 physics.plasm-ph
Nonlinear MHD simulation of core plasma collapse events in stellarators
利用三维非线性磁流体动力学模拟研究了仿星器实验中观测到的堆芯坍缩事件。在像Wendelstein 7-X这样的低磁剪切配置中，旋转变换轮廓对环向电流密度非常敏感。研究了具有局部环形电流密度的3D平衡。如果环向电流密度在等离子体小半径的中间局部跟随，则旋转变换也局部改变。磁岛的出现有时会引起磁拓扑的变化。用全三维非线性MHD程序研究了MHD不稳定性的非线性行为。发现了以下序列。首先，在等离子体芯中出现高n气球型模结构，然后模线性增长。高n气球模式非线性耦合和饱和。模式结构改变为低n模式。在该阶段，由于非线性耦合，磁场结构变得强随机进入等离子体核心。最后，等离子体压力沿着随机场线扩散，然后核心等离子体压力下降。这是用强非线性耦合解释堆芯坍塌事件的一个重要结果。
2021-05-11 physics.plasm-ph
Relaxed States of a Magnetized Plasma with Minimum Dissipation
利用最小耗散原理得到了微阻湍流磁化等离子体的弛豫态，并由此导出旋度curl curl B = λB。上述方程的解是使用复域中的Kensrasekhar-Kendall本征函数的解析延拓来完成的。该理论的新特点是：（i）单一流体可以松弛到MHD平衡，即使没有流动也可以支持压力梯度;（ii）在非力自由状态下的场反转（RFP）。
1998-05-13 physics.plasm-ph
3-D exact analytical solutions of two fluid plasma, MHD and neutral fluid equations for the creation of ordered structures as well as jet-like flows
在物理合理的假设下，得到了理想双流体等离子体、单流体等离子体（MHD）和中性流体方程的三维精确解析解。令人惊讶的是，这些解决方案满足系统中的所有非线性。指出这些解解释了等离子体和流体中产生各种有序结构的基本机制。在场的二维依赖性的极限情况下，应用等离子体的理论模型解释了太阳色球层中针状体的形成。指出电子（离子）压向矢量的主要贡献是在等离子体中产生涡旋，而磁场的产生与电子和离子的流动是耦合的。
2022-01-22 physics.plasm-ph
Impact of temperature asymmetry and small fraction of static positive ions on the relaxed states of a relativistic hot pair plasma
本文研究了含温度不对称及少量静态正离子的相对论热正负电子对等离子体弛豫态，推导出非无力三重 Beltrami 方程并发现温度与密度不对称可导致抗磁与顺磁结构相互转化，增进了对陷阱约束与天体物理对等离子体的理解。
2025-07-01 physics.plasm-ph
The internal disruption as hard MHD limit of 1/2 sawtooth like activity in Large Helical Device
LHD内移配置是不稳定的电阻MHD压力梯度驱动模式。在铲运机作业过程中观察到锯齿状活动。主要驱动因素是中间和内部等离子体区域中的不稳定模式$1/2$和$1/3$，其限制了LHD高级操作场景的等离子体约束效率。本研究的目的是研究$1/2$类磁活性的硬磁流体极限，在LHD操作中尚未观察到，并预测其对器件性能的影响。先前的研究指出，该系统弛豫可以是内部破坏[J. Varela等人，internal disruptions and dispersion like activity in LHD，38 th EPS Conference on等离子体物理，2011，P5.077]。在本工作中，我们模拟了一个内部破裂，我们研究了平衡的性质之前和之后的分裂过程中，它对等离子体约束效率的影响，在每个分裂阶段，$n/m = 1/2$硬MHD事件和软MHD事件之间的关系，以及如何避免或减少它们的不利影响。模拟结果指出，当压力梯度超过硬磁流体极限时，中间等离子体中的大随机区会发生强烈变形，并撕裂通量面。当不稳定性到达等离子体内部时，等离子体核附近的iota分布将受到扰动，在磁轴附近会出现三个磁岛。如果不稳定性强到足以连接中间等离子体（围绕半个小半径$ρ$）和等离子体核心（$ρ< 0.25$）中的随机区域，则驱动内部破裂。
2017-04-05 physics.plasm-ph
Quasi-static magnetic compression of field-reversed configuration plasma: Amended scalings and limits from two-dimensional MHD equilibrium
在这项工作中，几个关键的标度律的准静态磁场压缩的场反转位形（FRC）等离子体[斯宾塞，Tuszewski，和Linford，1983年]的修正从一系列的二维FRC MHD平衡数值获得使用梯度-Shafranov方程求解器NIMEQ。基于新的尺度的伸长率和磁场在分界线和壁，经验稳定的限制的压缩比，聚变增益，和中子产额进行了评估，这可能是一个更准确的估计上限的性能从FRC等离子体的磁压缩作为一个潜在的聚变能源以及中子源设备。
2022-04-17 physics.plasm-ph
Determination of turbulent heating rate and relaxed states in finite Larmor radius magnetohydrodynamic turbulence with helicity barrier
Indian Institute of Technology Kanpur（印度坎普尔理工学院）
本文研究了有限兰姆半径磁流体动力学湍流中能量和广义螺旋度的 cascade 法律，揭示了强螺旋度失衡导致的 helicity 障碍，从而得出离子加热率的计算方法，并推导了松弛状态的特性。
2026-04-30 physics.plasm-ph physics.space-ph
Self-consistent full MHD coupling of JOREK and STARWALL for advanced plasma free boundary simulation
本文提出 JOREK 全 MHD 模型与 STARWALL 的自洽涡流耦合，利用自然边界条件描述等离子体、真空区和外部导体的三维相互作用，并通过 VDE 与多谐波 MHD 模拟验证。
2025-01-10 physics.plasm-ph
Hard MHD limit in $1/3$ sawtooth like activity in LHD
具有$1/3$类质子活性的内移构型中LHD放电的优化是一个悬而未决的问题。这些弛豫事件限制了驱动周期性等离子体解除约束的LHD性能。本研究的目的是分析具有不同稳定性性质的血浆中的$1/3$类似物活性，以预测最佳操作条件并将其不良影响降至最低。我们总结了几个MHD模拟的结果与Lundquist数之间的$10^5$和$10^6$在慢重联制度的等离子体，研究平衡的性质在一个链的$1/3$类重联事件的开始。研究结果表明，当发生强$1/3$共振类磁事件时，等离子体内部区域可达到硬磁流体极限，并触发等离子体坍缩。如果系统保持在软MHD极限，即在一个政权的压力梯度和磁湍流低于临界值，以驱动软-硬MHD过渡，崩溃可以避免。在软磁流体动力学极限下，系统弛豫是非共振$1/3$类事件或弱形式的$1/3$共振类事件。在软磁流体力学制度的系统弛豫驱动一个小的等离子体解除约束，不限制LHD的性能，如果事件的周期性不是很高。
2017-04-05 physics.plasm-ph
Magnetic turbulence and pressure gradient feedback effect of the $1/2$ mode soft-hard MHD limit in Large Helical Device
本研究的目的是分析磁湍流和压力梯度之间的反馈过程中的LHD内移位形，以及它的作用，在软硬兼施的不稳定性之间的过渡由模式$1/2$在中等等离子体驱动的MHD制度。在本文中，我们总结了两个不同的伦德奎斯特数，$S = 2.5 \times 10^5$和$10^6$，假设在慢重联制度的等离子体模拟的结果。高Lundquist数模拟的结果表明，LHD中间等离子体区域中的磁湍流和压力梯度低于临界值，以驱动向硬MHD状态的转变，因此仅触发软MHD极限中的弛豫（$1/2$类磁共振事件）[Phys. Plasmas 19，082512（2012）]。在低Lundquist数的情况下，系统达到硬磁流体极限，观察到等离子体崩溃。
2017-04-05 physics.plasm-ph
Resistive MHD model for cylindrical plasma expansion in a magnetic field
热等离子体在磁场中膨胀的研究对于许多实验室和天体物理学应用是有意义的。本文提出了一个精确可解的解析模型，该模型适用于外磁场中膨胀的电阻等离子体在磁场不扰动等离子体运动的情况。该模型是基于一类精确的解决方案，在没有磁场的等离子体的纯径向膨胀。这种近似允许将电磁问题简化为考虑磁场的扩散方程。导出了在均匀磁场中膨胀的圆柱形等离子体的显式解。给出了与激光等离子体实验有关的数值算例。
2013-02-10 physics.plasm-ph
3D non-linear MHD simulations of core density collapse event in LHD plasma
本研究在MIPS程序中扩展了含平行热扩散率的三维非线性MHD模型，针对LHD等离子体核心密度坍缩事件开展模拟，揭示了其由高n气球模失稳引发、经非线性耦合导致剖面坍缩与磁场随机化的初步特征。
2025-08-25 physics.plasm-ph
Multi-region relaxed magnetohydrodynamics with anisotropy and flow
我们提出了一个扩展的多区域弛豫磁流体力学（MRxMHD）平衡模型，包括压力各向异性和一般等离子体流动。这种各向异性扩展到我们以前的各向同性模型的动机是孙和芬兰的模型放松各向异性磁流体动力学平衡。我们证明，随着等离子体区域的数量变得无穷大，我们的各向异性扩展MRxMHD减少到各向异性理想MHD与流动。我们的MRxMHD模型的连续嵌套通量面极限是各向异性等离子体平衡与一般流场的第一个变分原理。
2014-05-01 physics.plasm-ph
Effect of magnetic perturbations on the 3D MHD self-organization of shaped tokamak plasmas
在三维非线性磁流体动力学模型的框架下，讨论了磁扰动对托卡马克等离子体螺旋自组织的影响。用\textsc{pixie3d}程序[L. Chacón，Phys. Plasmas { \bf 15}，056103（2008）]显示，$n=1$ MP显著地影响这种等离子体的自发准周期锯齿活动。特别地，由$m/n=1/1$和$2/1$ MP诱导的振荡的减轻。这些数值结果提供了一个确认以前的圆形托卡马克模拟，并与托卡马克实验中的RFX-mod和DIII-D设备。在反向场箍缩模拟和实验中也观察到通过MP的锯齿缓解。文中还讨论了多金属片对边缘磁场随机化的影响。
2016-03-11 physics.plasm-ph
Multi-region relaxed Hall magnetohydrodynamics with flow
最近的多区域弛豫磁流体动力学（MRxMHD）的公式已经推广了著名的Woltjer-Taylor状态，通过将一组“理想障碍”，防止全球松弛，和流动。本文将MRxMHD推广到包含霍尔效应（MRxHMHD），从而得到了著名的双Beltrami态的部分弛豫对应态。引入霍尔项所产生的物理和数学后果也被提出。我们表明，我们的结果（在理想的MHD极限）构成了一个重要的子集的理想MHD平衡，我们比较我们的方法对其他变分原理提出的部分松弛状态。
2016-08-03 astro-ph.IM physics.plasm-ph
Non-linear temperature oscillations in the plasma centre on Tore Supra and their interplay with MHD
在Tore Supra上的非感应驱动放电期间，通过ECE和SXR诊断观察到中心电子温度的规则振荡。这些振荡由LHCD维持，不具有螺旋结构，因此不能归因于MHD现象。这种振荡制度（O-制度）的最可能的解释是假设等离子体电流密度（和，因此，q-分布）和电子温度演变为一个非线性耦合的捕食者-祈祷系统。集成建模代码CRONOS已被用来证明，耦合的热传输和电阻扩散方程承认解决方案的电子温度和电流密度有一个循环的行为。最新的实验结果，其中O-政权共存与MHD模式将提交。因为这两种现象都与q分布的细节有关，所以MHD和振荡之间可能会发生一些相互作用。磁岛的局部化允许获得等离子体核心中的q分布的精确图像。在某些情况下，MHD驱动的重联有助于维持弱反转的q分布，这在CRONOS模拟中被发现是触发振荡的必要条件。
2004-10-21 physics.plasm-ph
Multi-region relaxed magnetohydrodynamics in plasmas with slowly changing boundaries --- resonant response of a plasma slab
最近提出的动力学扩展的泰勒松弛，\emph{multi-region relaxed magnetohydrodynamics}（MRxMHD）的绝热极限进行了总结，特别注意相对磁螺旋度的适当定义。使用一个简单的两个区域，剪切磁场模型类似的Hahm-Kulsrud-Taylor（HKT）波纹边界板模型的形式主义。在MRxMHD的线性梯度-Shafranov方程适用，即使在有限的波纹振幅。边界波纹的绝热导通在谐振表面处激发出对抗重联的屏蔽电流片。扰动磁场作为纹波幅度的函数计算调用由电流片分开的两个区域中的磁螺旋度守恒。在低纹波振幅下，电流片的每一侧上出现“半岛”，将旋转变换锁定在谐振值。超过一个临界振幅，这些岛屿消失，旋转变换发展一个不连续的电流片。
2017-03-17 physics.plasm-ph
Density Limit Experiments and Core-localized Kinetic MHD Activities in HL-2A Ohmic Heating Plasmas
Joint Laboratory for Fusion Product and Energetic Particle, Southwestern Institute of Physics（聚变产物与高能粒子联合实验室，西南物理研究院）
HL-2A Ohmic加热等离子体中首次发现核心局部化动能磁流体动力学不稳定性，揭示了密度限制的可能机制。
2026-01-22 physics.plasm-ph
On MHD stability of gravitating plasmas with field aligned flows
先前的用于具有场对准流的不可压缩等离子体的稳定性条件（参见Throumoulopoulos和Tasso，Physics of Plasmas 14，122104（2007））被扩展到包括自引力的引力等离子体。结果表明，引力仅通过平衡值影响稳定性条件。
2009-05-25 physics.plasm-ph physics.space-ph
Nonlinear electromagnetic wave equations for superdense magnetized plasmas
利用量子流体力学和麦克斯韦方程组，导出了稠密量子磁等离子体的非线性电子-磁流体力学（MHD）、霍尔-MHD和尘埃霍尔-MHD方程。非线性方程包括电磁力、电子压力梯度、量子电子隧穿力和电子自旋力。它们可用于研究稠密磁等离子体中模式耦合过程引起的线性和非线性电磁波以及三维电磁波湍流谱等波动现象。
2009-04-06 physics.plasm-ph
A novel computation of the linear plasma response to a resonant error field in single-fluid rotating visco-resistive MHD
本文重新审视单流体旋转粘阻MHD中对共振误差场的线性等离子体响应，评估径向傅里叶变换方法有效性、推导新Δ'全局公式及锁定模EF振幅阈值，发现单/双流体MHD选择在此问题中不关键。
2025-02-14 physics.plasm-ph
Plasma Position Constrained Free-Boundary MHD Equilibrium in Tokamaks using pyIPREQ
本研究开发了基于有限差分与格林函数法的托卡马克自由边界MHD平衡程序pyIPREQ，在PEST、IPREQ框架基础上新增多项功能，经基准验证后可用于多托卡马克装置的平衡计算与场景预测。
2025-10-03 physics.plasm-ph
Variational formulation of relaxed and multi-region relaxed magnetohydrodynamics
理想磁流体力学（IMHD）受到无限多个微观约束的强烈约束，这些微观约束表示每个无限小流体单元中的质量、熵和磁通量守恒，后者阻止了磁重联。相比之下，在泰勒弛豫模型形成的宏观自组织等离子体平衡态，所有这些限制放宽保存的全球磁通量和螺旋度。拉格朗日变分原理，导致一个新的，完全动态的，\emph{relaxed magnetohydrodynamics}（RxMHD），使所有的静态解决方案是泰勒状态，但也允许流。通过假设一些长寿命的宏观电流片可以作为弛豫的屏障，将等离子体分成多个弛豫区域，进一步推广，\emph{multi-region relaxed magnetohydrodynamics}（MRxMHD）的开发。
2015-11-10 physics.plasm-ph
From Single Helical relaxed states to helical equilibria
本文分析了R. Paccagnella，Phys. of Plasmas 23（2016）092512和所谓的“螺旋欧姆平衡”，即作为螺旋Grad Shafranov方程的解并且满足由欧姆定律施加的约束的等离子体状态。边缘稳定的螺旋平衡的存在清楚地表明，而欧姆约束是不完全满足建议的一阶微扰理论。然而，令人满意的模型预测与实验趋势相比。
2018-01-26 physics.plasm-ph
Magnetothermodynamics: Measurements of the thermodynamic properties in a relaxed magnetohydrodynamic plasma
我们在实验室实验中探索了压缩磁化等离子体的热力学，我们称这些研究为“磁热力学”。实验是在斯沃斯莫尔Spheromak实验装置上进行的。在该装置中，磁化等离子体源位于一端，并且在另一端，安装封闭的导电罐。我们产生包裹的磁化等离子体和观察他们的压缩对端壁的导电圆柱。分别用HeNe激光干涉法、离子多普勒光谱法和线性$\dot{B}$探针阵列测量了压缩过程中等离子体的密度、温度和磁场等参数。为了确定在压缩过程中的离子加热的情况下，PV图构建使用测量的密度，温度，和代理的磁化等离子体的体积。不同的状态方程进行了分析，以评估压缩等离子体的绝热性质。采用三维电阻磁流体动力学程序（NIMROD）模拟了扭转泰勒态，并显示了对封闭导电罐端壁的停滞。模拟结果与我们在实验中观察到的一致。
2018-01-31 physics.plasm-ph
A comparison of incompressible limits for resistive plasmas
由于不可压缩性约束不影响理想的磁流体动力学（MHD）边缘稳定点，因此常被用来简化线性等离子体动力学的MHD描述。本文比较了在圆柱形等离子体模型中引入不可压缩性的两种方法：第一种方法采用极限$γ\to \infty$，其中$γ$是比热比;第二种方法采用各向异性质量张量$\mathbfρ$，平行于磁场的分量取为零，即$ρ_{\parallel} \to 0$。电阻MHD的使用揭示了这两个极限的性质，因为理想MHD的Alfvén和慢磁声连续谱被转换为点谱并移动到复平面中。这两个极限都深刻地改变了慢磁声谱，但只有第二个极限忠实地再现了电阻阿尔文谱及其波模。在理想MHD中，慢磁声连续谱在第一种方法中退化为Alfvén连续谱，而在第二种方法中它被移动到无穷远。在第一个简并被打破有限的电阻率。对于这些模型的数值和半解析研究，我们选择等离子体平衡投光在早期文献中发现的结果令人困惑的方面。
2004-05-03 physics.plasm-ph
Identification of MHD compressible modes in interstellar plasma with synchrotron emission polarization
我们提供了一个程序，用于识别占主导地位的可压缩和Alfvenic MHD模式或各向同性湍流的同步辐射辐射偏振图的银河系天体。给出了北银河极、猎户座分子云复合体和天鹅座X星形成复合体的结果。
2022-06-17 astro-ph.GA physics.plasm-ph
The role of MHD in causing impurity peaking in JET Hybrid plasmas
在具有ITER类壁的JET混合等离子体操作（JET-ILW）中，发现n>1的撕裂活动可以显著提高钨杂质的轴向峰化速率，这反过来显著降低放电性能。芯n=1不稳定性可以有益于从等离子体芯去除钨杂质（例如锯齿或鱼骨），但是相反地也可以降低芯约束（特别是与同时的n=3活性组合）。本文对JET混合放电中的MHD不稳定性的性质进行了统计调查，并对不稳定性的特征进行了分析。可能的定性模型如何n>1岛可以增强轴上钨运输积累过程。
2015-10-12 physics.plasm-ph
A theory of MHD instability of an inhomogeneous plasma jet
解决了平行磁场中非均匀轴对称等离子体射流的不稳定性问题。在某些条件下，射流边界变得不稳定，相对于磁声振荡（开尔文-亥姆霍兹不稳定性），在射流边界处存在剪切流。由于其内部的不均匀性，等离子体射流具有共振表面，在那里发生等离子体MHD振荡的各种模式之间的转换。在非均匀等离子体中，快磁声波驱动Alfven和慢磁声波振荡，紧密地定位在磁壳层上，在共振表面上。MHD振荡能量在这些共振表面附近被吸收。在射流波导中传播的慢磁声波的本征模的共振面消失。等离子体MHD流动的稳定性取决于边界上剪切流不稳定性机制与波能量耗散机制之间的竞争。在WKB近似下，对于边界为径向坐标上切向不连续形式的等离子体射流，该问题得到了解析解。如果射流中的等离子体流速超过边界处的最大Alfven速度，则Kelvin-Helmholtz不稳定性发展。本文用数值方法研究了具有光滑边界层的等离子体射流的稳定性。已经发现了一种新的“全球”不稳定模式的MHD振荡，这与开尔文-亥姆霍兹不稳定性，存在于任何，但弱，等离子体流速。
2010-02-25 physics.geo-ph physics.plasm-ph
Turbulence analysis of an experimental flux rope plasma
我们已经在SSX MHD风洞中产生了细长的泰勒双螺旋磁通绳等离子体。这些等离子体在其快速弛豫（大约一个阿尔文时间）和简单的泰勒无力理论的描述中是显着的，尽管它们具有高等离子体β和高内部流动速度。我们的报告中观察到的这些等离子体中的湍流特征，包括频谱，自相关函数，和增量的概率分布函数。我们在这里讨论的可能性，促进进入最终状态的湍流支持相干结构和非高斯签名的统计揭示的不相干性。与SSX MHD风洞的Hall-MHD模拟的比较表明，在几个统计测量方面具有相似性。
2013-10-08 physics.plasm-ph
3D Hall MHD Modeling of Solar Wind Plasma Spectra
我们提出了完全自洽的三维模拟可压缩霍尔MHD等离子体，描述相关的太阳风等离子体的光谱特征。我们发现，一个$k^{-7/3}$频谱集的波动小于离子陀螺半径。我们进一步研究了与太阳风等离子体相关的非线性过程导致的尺度相关各向异性。我们的工作对于理解波和非线性级联在太阳风演化和最大尺度结构形成中的作用特别重要。
2009-11-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Formulation and verification of multiscale gyrokinetic simulation of kinetic-MHD processes in toroidal plasmas
UC Irvine（加州大学尔湾分校）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；KAIST（韩国科学技术院）；Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Peking University（北京大学）
本文提出并验证了多尺度磁旋动能学模拟模型，用于研究磁约束等离子体中的低频波和湍流，通过统一处理所有动能-磁流体动力学过程。模型通过分离电子响应为解析和非解析部分，有效求解电子漂移动能方程，并用于验证DIII-D托卡马克内部环形模的模拟。
2026-04-07 physics.plasm-ph
Impact Of A Uniform Plasma Resistivity In MHD Modelling Of Helical Solutions For The Reversed Field Pinch Dynamo
到目前为止，磁流体动力学（MHD）模拟的反向场箍缩（RFP）是假设轴对称径向时间无关的耗散轮廓。在螺旋状态下，这个假设是不正确的，因为这些耗散应该是通量函数，并且也应该表现出螺旋对称性。因此，更正确的模拟应该包括自洽耗散配置文件。作为在这个方向上的第一步，均匀耗散配置文件的情况下被认为是通过使用三维非线性粘阻MHD代码SpeCyl。研究发现，电阻率剖面的平坦化导致发电机作用的减小，从而导致边际反转甚至非反转的平衡解。这一结果的物理起源进行了讨论的RFP发电机的静电漂移的解释。这就限制了耗散结构在未来自洽模拟中的功能选择。
2016-03-11 physics.plasm-ph
Relaxed Magnetohydrodynamics with Ideal Ohm's Law Constraint
最近发展的弛豫磁流体力学（RxMHD）和理想磁流体力学（IMHD）之间的差距是通过近似零电阻率的“理想”欧姆定律（IOL）的约束，使用增广拉格朗日方法借用最优化理论。增强相结合的逐点矢量拉格朗日乘子法和全局罚函数法，可用于迭代执法的IOL任意精度，或用于构建一个连续序列的磁流体动力学模型RxMHD（无IOL）和弱IMHD（IOL几乎无处不在）之间运行。这是说明推导线性波的色散关系的MHD平衡。
2021-12-16 nlin.CD physics.plasm-ph
Helical Core Formation and MHD Stability in ITER-Scale Plasmas with Fusion-born Alpha Particles
研究融合生成的α粒子对ITER规模等离子体中螺旋核心形成及磁流体动力学稳定性的影响。
2025-11-21 physics.plasm-ph
Time-dependent relaxed magnetohydrodynamics -- inclusion of cross helicity constraint using phase-space action
从Hamilton作用量原理出发，利用微观质量守恒和宏观总磁螺旋度、交叉螺旋度和熵守恒，作为弛豫域上密度、压力、流体速度和磁矢势变化的唯一约束，变分导出了一种新的含时弛豫磁流体力学（RxMHD）公式.一个新的相空间版本的MHD拉格朗日推导出，它给出了欧拉-拉格朗日方程与以前的工作一致的精确理想和放松MHD平衡流，但广义的松弛概念从静态到动态。文中给出了新动力学形式在短波长线性波中的应用，并导出了多区域弛豫磁流体力学（MRxMHD）的界面连接条件。讨论了$\vec{E} + \vec{u}\times\vec{B} = 0$是否应成为约束的问题。
2020-04-27 math-ph math.MP nlin.CD
Development and application of a hybrid MHD-kinetic model in JOREK
高能粒子（EP）驱动的不稳定性将在未来的燃烧等离子体的EP压力将非常大的热等离子体相比，强烈增加的相关性。了解EP和散装等离子体的相互作用是至关重要的开发下一代聚变装置。在这项工作中，JOREK MHD代码扩展到允许在高EP压力下使用现实的等离子体和EP参数在全f制剂与各向异性压力耦合到蓝色背景的EP不稳定性的模拟。该代码是第一次基准线性ITPA-TAE以及基于实验的AUG-NLED的情况下，获得良好的协议，以其他代码。然后，它适用于高能量粒子压力放电的ASDEX升级托卡马克使用一个现实的非麦克斯韦分布的EP，再现方面的实验观察到的不稳定性。非线性应用是可能的基础上实施，但将需要专门的验证和确认留给未来的工作。
2022-11-10 physics.plasm-ph
Plasma pressure response to non-inductive current drive in axisymmetric visco-resistive MHD steady-states
针对黏阻 MHD 托卡马克稳态模型压力水平不真实的问题，本文构建压力 Poisson 方程并引入非感应电流驱动修正环向电流，显著改善压力剖面。
2025-07-28 physics.plasm-ph
Magnetic reconnection: from MHD to QED
本文探讨了利用激光等离子体研究磁场线重联和带电粒子加速的新制度的前景。通过分析磁流体动力学方程和电子磁流体动力学方程的精确自相似解，讨论了与等离子体中电流片形成有关的三维结构中等离子体动力学的基本特征。在此基础上，研究了在超相对论极限下，当多束激光脉冲在无碰撞等离子体中产生极性相反的磁场时，在位移电流占主导地位的情况下，产生的大尺度强电场的磁场湮灭问题。该场导致磁能转换成薄电流片内加速粒子的动能。讨论了当辐射摩擦和量子电动力学效应占主导地位时，磁场重联过程中带电粒子的加速问题。
2016-10-12 physics.plasm-ph
Analytical model for quasi-linear flow response to resonant magnetic perturbation in resistive-inertial and viscous-resistive regimes
本文从双场简化MHD模型出发，严格推导了托卡马克等离子体流对共振磁微扰（RMP）响应的准线性模型。等离子体响应RMP的模型通常由谐振磁场响应（即磁岛）和等离子体流的扭矩平衡的方程组成。然而，在以往的等离子体响应模型中，磁岛和转矩平衡方程往往是分别从约化MHD方程和全MHD方程推导出来的。相比之下，在这项工作中，我们得到的磁岛响应和扭矩平衡方程的准线性模型的等离子体流响应完全从一组两个字段减少MHD方程。这样的准线性模型可以在一定限度和近似值内恢复先前的等离子体流响应模型。此外，流响应方程中的准线性力和力矩的物理来源也被精确地计算和澄清自洽。
2020-08-11 physics.plasm-ph
Simulation of FuZE axisymmetric stability using gyrokinetic and extended-MHD models
采用高阶有限体积程序COGENT对剪切流Z箍缩等离子体进行了轴对称（$m=0$）回旋动力学和扩展磁流体动力学模拟。本gyrokinetic模型解决了长波长限制的gyrokinetic方程的离子和电子物种耦合到静电陀螺泊松方程的静电势。电磁MHD模型考虑了旋粘压力张量、反磁电子和离子热通量以及广义欧姆定律的影响。这项工作的一个突出特点是等离子体密度和温度的径向分布取自引信实验，磁场分布作为MHD力平衡方程的解而获得。这种方法允许解决现实的等离子体参数，并提供对当前和计划的实验的见解。特别是，它表明，径向轮廓起着重要的作用，在稳定，作为嵌入式的引导中心（$E{\times} B$）漂移具有很强的径向剪切，这可以有助于Z-箍缩稳定，即使在没有流体流动剪切。引信等离子体参数的模拟结果表明，随着流动剪切的增加，线性增长率降低，但是，即使对于轴向流的大的径向变化（与阿尔文速度相当），也没有观察到线性状态的完全稳定。研究了引信等离子体的非线性稳定特性，发现在非线性区，轮廓展宽具有明显的稳定作用。
2020-11-05 physics.plasm-ph
