Vorticity Flow Stabilization of Magnetized Plasmas
给出了恒定温度下含涡剪切流中磁化等离子体的精确解。这是其次是修改这些解决方案的热磁电流在温度梯度的存在下。它表明,解决方案是不稳定的亚音速流,是稳定的,如果流动是超音速。结果被应用到线性z箍缩放电的涡剪切流稳定的问题。
2010-01-12 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Statistical structure of canonical kinetic equilibrium with sheared flow
Zap Energy
研究具有剪切流的等离子体等温动力学平衡中静电势与速度分布关系,证明相关恒等式,通过简单箍缩说明较弱磁化及不同流向剪切的统计特征,还给出初始化动力学模拟的方法。
2026-07-29 physics.plasm-ph physics.space-ph
Bennett Vorticity: A family of nonlinear Shear-Flow Stabilized Z-pinch equilibria
本文提出一种通过交换Bennett非线性项生成的轴向流分布,揭示了剪切流稳定Z极简平衡的普遍特性,为实验室和自然等离子体研究提供新视角。
2026-05-12 nlin.SI physics.plasm-ph
Experimental investigation of plasma-electrode interactions on the ZaP-HD sheared-flow-stabilized Z-pinch device
University of Washington(华盛顿大学)
本文在ZaP-HD装置上研究了等离子体与石墨电极的相互作用,发现升华主导的碳侵蚀会引发电极再循环与自修复,其侵蚀率与电弧放电装置相当,为SFS Z箍缩配置中的电极侵蚀管理提供了信心。
2025-11-01 physics.plasm-ph
Z Pinch Kinetics II -- A Continuum Perspective: Betatron Heating and Self-Generation of Sheared Flows
本文通过绝热不变量分析Z箍缩的绝热压缩,提出混合CGL模型,揭示betatron加热产生各向异性并自产生剪切流,以抵抗通量变化。
2024-11-11 physics.plasm-ph
Effects of reversed magnetic shear on the plasma rotation stabilization of resistive wall modes in tokamaks
本研究利用AEGIS代码探究反磁剪切对托卡马克电阻壁模旋转稳定的影响,发现反磁剪切会拓宽不稳定窗口、降低旋转稳定效果,提高完全抑制所需的旋转频率阈值,对先进托卡马克的旋转稳定提出更严苛要求。
2025-09-01 physics.plasm-ph
Spectroscopic measurements of graphite electrode erosion on the ZaP-HD sheared-flow-stabilized Z-pinch device
本研究在ZaP-HD剪切流稳定Z箍缩装置上利用C-III的S/XB光谱方法测量石墨电极侵蚀,发现通量达10^30–10^31 atoms m^-2 s^-1,主要源于升华而非物理溅射。
2025-10-03 physics.plasm-ph
Electromagnetic effects in the stabilization of turbulence by sheared flow
我们已经扩展了我们的研究之间的竞争的驱动器和稳定的等离子体微不稳定性剪切流,包括在低等离子体$β$(等离子体磁压比)的电磁效应。扩展系统的特征方程制定,从gyrokinetic方程开发的耗散流体模型,使用扭曲模式表示在剪切板的几何形状和专注于离子温度梯度模式。微扰流剪切以我们表示为$Mc_s$(其中$c_s$是声速)的速度沿场对流扰动。需要$M > 1/ \sqrtβ$使系统特性单向,并抑制本征模形成,仅在系统中留下短暂的扰动。这通常表示比仅需要$M>1$的静电情况下大得多的流动剪切。数值研究的区域$M < 1/\sqrtβ$显示的驱动条款可以冲突,在静电的情况下,在一系列参数的低增长率。此外,在适度的驱动强度和低$β$值的实验,包括电磁效应不会显着改变的增长率。对于更强的流剪切和更高的$β$,球形托卡马克的几何特征减轻了由平行流剪切驱动的剪切阿尔文波的不稳定性的影响。
2013-08-05 physics.plasm-ph
Gyrokinetic Theory of Linear Gravitational Flute Interchanges with Flow Shear Stabilization
University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);Institute for Research in Electronics & Applied Physics, University of Maryland, College Park(马里兰大学电子与应用物理研究所);Gridfire Inc(Gridfire公司)
发展无碰撞静电回旋动理论,研究速度剪切如何通过增加垂直波数稳定平板几何中的线性引力槽交换不稳定性,并比较磁流体动力学模型和GX回旋动代码。
2026-09-03 physics.plasm-ph
Electromagnetic stabilization of tokamak microturbulence in a high-$β$ regime
研究了电磁稳定和剪切稳定对ITG湍流的影响。低- $β$ JET L模式放电的分析说明了ITG稳定性和接近电磁不稳定性阈值之间的关系。该阈值通过超温压力梯度降低,突出了快离子在ITG稳定中的有效性。广泛的线性和非线性陀螺动力学模拟,然后进行高$β$喷气混合放电75225,在两个单独的位置在内部和外部半径。研究发现,在内半径处,非线性电磁稳定性占主导地位,并且对于获得与实验一致的模拟热通量至关重要。超热压力对这种效应的增强作用也仍然很显著。还发现,流动剪切稳定在内径处是无效的。然而,在外半径处,情况相反。电磁稳定是可以忽略的,而流动剪切稳定是重要的。这些结果构成了JET在低$β$下发现的可比较观测结果的高$β$概括。这是令人鼓舞的电磁ITG稳定的外推到未来的设备。估计这种效应对ITER混合方案的影响导致20%的聚变功率提高。
2014-09-05 physics.plasm-ph
Time-resolved measurement of neutron energy isotropy in a sheared-flow-stabilized Z pinch
本文在高功率FuZE装置上利用时间分辨中子能谱测量,严格限制氘核束能量并证实大部分D-D中子产额具有热核各向同性特征。
2024-08-09 nucl-ex physics.plasm-ph
Simulations of poloidal flow stabilization of ballooning modes in a classical l=2 stellarator using JOREK
本研究利用JOREK代码在经典l=2仿星器中引入ExB极向剪切流,发现当剪切率与增长率相当时可稳定气球模,并观察到高流速下增长率振荡现象。
2024-02-05 physics.plasm-ph
Investigating shear flow through continuum gyrokinetic simulations of limiter biasing in the Texas Helimak
以前的限制器偏置实验上的得克萨斯Helimak,一个简单的磁化环面,已经不确定的影响流剪切湍流水平。为了研究这一点,第一个陀螺仪模拟的限制器偏置的Helimak使用等离子体物理代码Gkeyll已经进行,结果在这里。对于所考虑的情况下,湍流主要是由交换不稳定,这取决于梯度的平衡密度剖面。实验和模拟数据的分析表明,剪切速率大多小于局部线性增长率,并不是所有的剪切稳定的要求得到满足。相反,主要是垂直剪切流有一个重要的影响,散装运输和实验平衡密度分布,梯度的变化对应于湍流水平的变化。
2020-02-06 physics.plasm-ph
Understanding the effect of sheared flow on microinstabilities
研究了剪切流对等离子体微不稳定性的驱动和稳定之间的竞争,重点是离子温度梯度模式。使用剪切板几何的扭曲模式表示,已制定了一个耗散流体模型的特征方程,严格地从陀螺运动方程。他们清楚地表明,垂直流剪切对流扰动沿场的速度,我们表示为$Mc_s$(其中$c_s$是声速),而平行流剪切进入作为一个不稳定性驱动项类似于通常的温度和密度梯度效应。对于足够强的垂直流剪切,$M >1$,系统特性的传播是单向的,并且不会形成不稳定的本征模。扰动沿着场被扫过,随着它们被更强烈地剪切,最终被消散。对方程的数值研究还揭示了当$M < 1$时存在稳定区域,其中驱动项发生冲突。然而,在这两种情况下都存在短暂的扰动,在衰减之前可能会达到相当大的振幅。事实上,对于$M \gg 1$,它们显示出对$\sqrt{M}$倍取幂。这可能为托卡马克中的湍流提供一条亚临界路径。
2010-10-05 physics.plasm-ph
Metamorphosis of plasma turbulence-shear flow dynamics through a transcritical bifurcation
通过分岔和稳定性分析,研究了约束等离子体湍流调节器经济模型的结构特性。一个密切的关系,表现出潜在的分歧框架的模型和典型的行为与低到高的限制过渡,如剪切流稳定的湍流和振荡的集体行动。特别是,分析表明两种类型的不连续过渡,是定性不同的。一个涉及经典的滞后,由粘性耗散。另一种是固有的振荡和非滞后的,因此提供了一个模型,经常观察到的所谓的抖动过渡。系统动力学的这种变形或转变是临界破裂的一个重要的后期副作用,它表现为由显著的剪切流驱动引起的不寻常的非对称跨临界分叉。
2002-06-21 physics.plasm-ph
Drift-reduced fluid modeling of rapidly rotating plasmas
University of Maryland(马里兰大学);Lawrence Livermore National Laboratory(劳伦斯利弗莫尔国家实验室);Columbia University(哥伦比亚大学)
研究快速旋转对等离子体流体稳定性的影响,重点分析柯尔莫戈罗夫-海姆霍尔兹和交换不稳定性,提出基于漂移减少流体方法的预测RDI易感性的标准。
2026-08-18 physics.plasm-ph