Sub-grid-scale effects in magnetised plasma turbulence
在本文中，我们使用粗粒化的方法来研究弱碰撞磁化等离子体湍流的自由能在位置和尺度空间的非线性重新分布。为此，我们使用高分辨率的数值模拟的回旋（GK）湍流，跨越质子-电子的尺度范围内，在一个直的磁引导场的几何形状。考虑到粒子的快速回旋运动对等离子体慢涨落的平均影响，GK近似捕获了强磁化等离子体湍流中占主导地位的能量再分配机制。在这里，GK系统相对于截止尺度是粗粒度的，在真实空间中将对非线性相互作用的贡献从粗网格尺度和子网格尺度（SGS）分离。我们集中在非线性SGS效应的分析。这不仅使我们能够研究跨尺度的自由能通量，而且现在还可以分析其空间密度。我们发现尺度通量的净值比正通量密度和负通量密度的贡献都小一个数量级。还分析了结果对滤波器类型的依赖性。此外，我们还研究了位置空间中的能量平流。GK湍流的这种相当新颖的方法可以帮助SGS模型的发展，占空间和聚变等离子体的平流不稳定结构，并与湍流输运饱和度的分析。
2021-02-05 physics.plasm-ph
"Magneto-elastic" waves in an anisotropic magnetised plasma
本文研究各向异性磁化双流体等离子体中考虑非回旋各向同性扰动离子压强张量时的线性波，识别出低频磁声与高频离子伯恩斯坦分支，并通过一致展开恢复了磁声色散关系的有限拉莫尔半径修正。
2016-12-28 physics.plasm-ph
Inertial blob-hole symmetry breaking in magnetised plasma filaments
磁化等离子体细丝的传播速度之间的对称性打破大的积极（斑点）和消极（孔）的振幅，所暗示的尺寸分析缩放，研究与全球（“全N”）非Boussinesq陀螺流体计算，其中包括有限的惯性效应，通过非线性极化。平坦密度背景上的交换斑点具有更高的惯性，并且比空穴传播得更慢。在存在足够大的密度梯度的情况下，效果是相反的：斑点沿着梯度加速，而空穴沿着梯度传播的速度减慢。漂移波斑点传播他们的初始涡迅速发展成一个充分发展的湍流状态，而初级孔可以保持相干许多涡流周转时间。结果承担等离子体边缘带状流演化和托卡马克刮脱层输运的影响。
2015-02-19 physics.plasm-ph
Observation of spatio-temporal pattern in magnetised rf plasmas
我们解决了磁化射频等离子体中斑图形成的实验观察。实验是在一个可旋转的超导磁线圈内的接地铝室中进行的。等离子体是在氩气背景下，以推挽方式在平行板电极上施加射频电压而形成的。等离子体强度随时间的演化表明，均匀等离子体分裂成若干同心径向的时空亮环和暗环。这些环在相当低的压力和恒定的磁场下径向传播。观察到这些图案以将小的灰尘颗粒/颗粒捕获在它们的潜力中。利用图案的这一特性，描述了一种测量与图案相关联的电场的新技术。由此产生的估计相应的场强。在其他特定的放电参数下，等离子体显示出在某些其他化学、机械和生物系统中观察到的一系列特殊类型的特征结构。
2016-04-19 physics.plasm-ph
Kinetic microtearing modes and reconnecting modes in strongly magnetised slab plasmas
在板状磁化等离子体中的线性微撕裂模式的问题，其连接到动力学重连模式，解决。电子被描述使用一种新的混合流体动力学模型，捕获电子加热，离子是gyrokinetic。磁重联可以是电子传导性和惯性的结果，取决于哪一个占主导地位。与以前的工作不同，我们避免在碰撞算子模型中使用与能量相关的碰撞频率。一个模型的电子电导率，弱碰撞制度相匹配的精确朗道结果在零碰撞，并给出正确的电子等温响应远离重联区域。我们确定在打破常数- $A_{\parallel}$近似的必要条件微撕裂不稳定的碰撞制度。与碰撞非等温（或半碰撞）和无碰撞撕裂宇称电子温度梯度驱动（ETG）模式的理论的连接进行了阐述。
2014-11-20 physics.plasm-ph
Turbulent heating in an inhomogeneous, magnetised plasma slab
空间和天体物理等离子体中具有长碰撞平均自由程的观测证据表明，质量较大的带电粒子可能优先被加热。一种可能的机制是能量从注入到耗散尺度的湍流级联，在耗散尺度能量转化为热量。在这里，我们考虑一个简单的系统组成的磁化等离子体板的电子和一个单一的离子物种与交叉场密度梯度。我们表明，这样的系统是受电子漂移波不稳定性，被称为普遍的不稳定性，这是稳定的，只有当电子和离子的热速度是相等的。对于不平等的热速度，我们发现，不稳定性引起的离子和电子之间的湍流能量交换的行为，以均衡的热速度。因此，这种湍流加热倾向于均衡成对等离子体的组分温度，并将离子加热到比传统质量比等离子体的电子高得多的温度。
2018-01-12 physics.plasm-ph
Electromagnetic wave propagation and absorption in magnetised plasmas: variational formulations and domain decomposition
我们考虑一个模型的电磁波的传播和吸收（在时间谐波制度）在磁化等离子体。我们提出了一个严格的推导模型和几个边界条件建模波注入等离子体。然后我们提出了几个变分公式，混合和非混合，并证明了它们的适定性由于一个定理Sébelin等。最后，我们提出了一个非重叠的区域分解框架，证明了它的适定性和等价的一个域的制定。这些结果出现强烈的等离子体介电张量的光谱特性。
2015-02-03 math.AP physics.plasm-ph
Investigating radiatively driven, magnetised plasmas with a university scale pulsed-power generator
本研究搭建新型实验平台，利用MAGPIE脉冲功率发生器的丝阵Z箍缩X射线辐照硅靶产生准一维烧蚀等离子体流，结合其产生的约5T磁场，可低成本研究磁化ICF、实验室天体物理等领域的基础等离子体过程。
2022-03-22 physics.plasm-ph
Instability in a magnetised collisional plasma driven by a heat flow or a current
通过求解线性化的VFP方程，证明了磁化碰撞等离子体中的热流或电流对零阶均匀磁场的圆极化横向扰动的增长是不稳定的. Braginskii（1965）输运方程在适当的极限下表现出同样的不稳定性。这与激光产生的等离子体，惯性聚变能（IFE）和密集的冷星际等离子体有关。
2020-04-30 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetised plasma turbulence in clusters of galaxies
团簇等离子体在非常低的磁场强度下已经被磁化。低碰撞性意味着第一绝热不变量的守恒导致各向异性粘性应力（布拉金斯基粘度）或等效的各向异性等离子体压力。这触发了水龙带和镜像不稳定性，其增长率与波数成正比，下降到离子拉莫尔半径的量级。这意味着，具有Braginskii粘度的MHD方程不是很好地定态的，完全的动力学描述是必要的。本文回顾了团簇等离子体中小尺度发电机的基本图象，并试图将其与无碰撞尺度下等离子体不稳定性的存在相协调。
2004-11-30 astro-ph physics.plasm-ph
Design of experiments characterising heat conduction in magnetised, weakly collisional plasma
University of Oxford（牛津大学）；Rutherford Appleton Laboratory（卢瑟福阿普尔顿实验室）；AWE（英国原子能管理局）；University of Chicago（芝加哥大学）；Gettysburg College（盖提斯堡学院）；Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Rochester（罗切斯特大学）
本文提出了一种实验平台，用于研究弱碰撞高η等离子体中的哨声热流不稳定性，通过模拟验证其在热导率测量中的有效性。
2026-02-10 physics.plasm-ph
Sheath constraints on turbulent magnetised plasmas
研究小倾角磁化等离子体鞘层对湍流边界的约束，通过尺度分离与沿场结构假设推导广义动力学 Bohm-Chodura 判据，揭示切向电场和 ExB 漂移的作用。
2024-06-24 physics.plasm-ph
Comparing growth of titania and carbonaceous dusty nanoparticles in weakly magnetised capacitively coupled plasmas
该研究对比有无500高斯弱磁场时电容耦合射频等离子体中二氧化钛与碳质尘埃纳米颗粒的生长周期和尘埃云分布，发现磁场加快生长周期、改变悬浮电位径向变化，推测两类尘埃云分布差异或源于磁场径向梯度。
2024-07-17 physics.plasm-ph
Radiative cooling effects on reverse shocks formed by magnetised supersonic plasma flows
本研究针对反向线阵列驱动的磁化超声速等离子体流与障碍物碰撞形成的反向激波，通过多种诊断手段发现不同金属丝材料的激波结构差异显著，其成因与辐射冷却不稳定性及热传导的作用相关。
2023-08-07 physics.plasm-ph
Modelling cosmic-ray transport: magnetised versus unmagnetised motion in astrophysical magnetic turbulence
University of Oxford（牛津大学）
研究通过模拟揭示宇宙射线在磁化与非磁化运动中的不同传输机制，提出有效随机过程模型以解释其扩散行为。
2025-12-10 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Pair-beam propagation in a magnetised plasma for modelling the polarized radiation emission from gamma-ray bursts in laboratory astrophysics experiments
本文研究了相对论性电子-正电子束在磁化电子-离子等离子体中的传输，着重研究了这种情况下产生的辐射的偏振。特别强调的是放在调查的极化所产生的辐射的范围内的束等离子体参数，横向和纵向的光束尺寸，和外部磁场。我们的研究结果不仅有助于理解在伽马射线暴中观察到的高度圆偏振，而且还有助于区分实验室天体物理实验中与成对光束的平行动力学相关的不同模式。
2020-06-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Asymmetric chiral alignment in magnetized plasma turbulence
在非均匀磁化等离子体中的多物种湍流被发现表现出对称性破缺的第三个物种的动态对齐与波动的电子密度和涡度相对于磁场方向和物种的相对背景梯度。讨论了磁化空间等离子体湍流中带电分子真手征聚集的可能性。
2012-10-17 physics.plasm-ph
Combining the hybrid mimetic mixed method with the Scharfetter-Gummel scheme for magnetised transport in plasmas
本文提出一种用于磁化等离子体流体模型的数值格式，结合HMM格式处理扩散与SG格式处理对流，通过静态凝聚高效实现，能有效处理磁场引起的各向异性。
2022-09-08 cs.NA math.NA physics.plasm-ph
On Ohm's law in reduced plasma fluid models
漂移减少的MHD模型被广泛用于研究磁化等离子体现象，特别是磁约束聚变应用，以及太阳和天体物理研究。这封信讨论了选择欧姆定律在这些模型中，所产生的色散关系的动态平行的磁场，和数值模拟的影响。我们发现，如果电子压力是包括在欧姆定律，那么电磁和有限电子质量效应也必须包括在内，以获得物理色散关系。一个简单的修改等离子体涡度也发现，提高低密度区域的处理，特别是相关的磁化等离子体的边界区域的模拟。
2021-05-11 physics.plasm-ph
Floating Potential Of Spherical Dust In Collisionless Magnetised Plasmas
确定等离子体中导电球的平衡电荷对于解释朗缪尔探针测量、等离子体表面相互作用和尘埃粒子行为是重要的。已开发的Monte Carlo代码尘埃磁化等离子体（DiMPl）的目的是确定各种条件下的导电球体的力和充电行为和基准对以前的数值结果。本文用DiMPl研究了在等温、无碰撞、氢等离子体中球体的浮置电势随磁场强度和相对于德拜长度的尺寸的变化，并与N体树程序（pot）和最近的粒子测量结果进行了比较。所有三个模拟的结果是相似的，确定在适度的离子磁化参数的电子电流相对于离子电流减少的小范围。作为磁场强度的函数的潜力被发现是相对不敏感的尘埃小于德拜长度的尘埃尺寸。大灰尘的潜力被认为是不太强烈地依赖于流速为温和的磁场强度，并随着流速的增加，在强磁场的存在下，较小的灰尘。一个半经验模型的潜在的小尘埃在无碰撞等离子体作为磁场强度的函数，再现预期的电流和电位在高，低磁场限制。
2020-03-31 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Linear Vlasov theory of a magnetised, thermally stratified atmosphere
一个无碰撞，磁化等离子体局部对流扰动的稳定性进行检查，重点是动力学和有限拉莫尔半径的影响。具体的应用是在星系团的外围，其中含有热而稀薄的等离子体，其温度在重力方向上增加。在长波长（“漂移动力学”限制），我们得到的动力学版本的磁热不稳定性（MTI）和Alfvénic对应（Alfvénic MTI），这是以前发现和分析使用磁流体（即Braginskii）的描述。在亚离子拉莫尔尺度下，我们发现了由动力学阿尔文漂移波的电子温度梯度驱动的超稳定性-电子MTI（eMTI）-其增长率甚至大于标准MTI。在中等尺度下，我们发现离子有限拉莫尔半径效应倾向于稳定等离子体。我们详细讨论了这些不稳定性的物理解释，并将它们与以前在碰撞等离子体中磁化对流的工作进行了比较，并与磁约束聚变界熟知的温度梯度驱动漂移波不稳定性进行了比较。同时驱动不稳定的相同的温度梯度的流体和动力学尺度的影响进行了简要讨论。
2016-08-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Turbulence and structure formation in complex plasmas and fluids
通过广义（漂移）流体模拟，探讨了二维复杂等离子体和流体中非线性和湍流动力学结构的形成和演化。最近的数值结果在尘埃磁化等离子体，强耦合流体，半经典（“量子”）等离子体和旋转量子流体的湍流进行了审查和讨论。
2012-02-24 physics.plasm-ph
Magnetised turbulent plasmas as high-energy particle accelerators
CNRS -- Université Paris Cité（法国国家科学研究中心与巴黎西岱大学）
该研究通过理论建模揭示磁化湍流等离子体中粒子加速机制，发现其具有极端加速能力，主要源于磁场线动态弯曲与速度压缩区域的相互作用。
2025-12-17 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Drift wave turbulence in the presence of a dust density gradient
我们提出了在不动尘埃粒子的存在下，由磁化电子和离子组成的非均匀碰撞等离子体中静电漂移波的湍流特性。为此，我们推导出一对非线性准二维方程，表现出广义离子涡和密度涨落与碰撞漂移波之间的耦合。数值研究了尘埃密度梯度对初始漂移不稳定性和充分发展湍流的影响。
2011-09-23 physics.plasm-ph
Viriato: a Fourier-Hermite spectral code for strongly magnetised fluid-kinetic plasma dynamics
我们报告了Viriato中使用的算法和数值方法，Viriato是一种新型的流体动力学代码，可以解决两组不同的方程：（i）动力学简化电子加热模型（KREHM）方程[Zocco & Schekochihin，Phys. Plasmas 18，102309（2011）号决议]（其在适当的极限下简化为标准简化MHD方程）和（ii）动力学简化MHD（KRMHD）方程[Schekochihin等人，占星术。182：310（2009）]。这些方程的两个主要应用是磁化（Alfvenic）等离子体湍流和磁重联。Viriato使用算子分裂（Strang或Goddom）来分离平行于和垂直于环境磁场（假设强）的动力学。沿着磁场，Viriato允许使用二阶精确的MacCormack方法，或者为了获得更高的精确度，允许使用由用于时间导数的总变差递减（TVD）三阶Runge-Kutta方法与用于通量的7阶逆风格式组合而成的类谱格式。对Viriato场的扰动是伪谱的，时间积分是通过迭代预估-校正方法进行的。此外，Viriato的一个显着特点是它的频谱表示的平行速度空间的依赖性，通过厄米表示的扰动分布函数。一系列的线性和非线性基准和测试，包括详细分析的二维和三维Orszag-Tang型衰减湍流，无论是在流体和动力学制度。
2015-05-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Fully kinetic model of plasma expansion in a magnetic nozzle
一个自洽模型进行稳态完全动力学粒子模拟的磁化等离子体羽流。一个基于能量的电子反射，防止与一个典型的开放流出边界的数值泵不稳定性，并示出足够的一般性，羽流动力学和等离子体电位证明域的独立性（4%以内）。这是由泊松方程上的非稳态罗宾型边界条件支持的，耦合到允许瞬态中下游电位降的物理演变的电容电路。该方法已通过实验验证，提供的结果属于测量的不确定性。然后进行模拟研究碰撞氙放电到轴对称发散磁喷嘴。特别讨论了识别的电位以及所产生的电荷分离在羽流的边缘，离子中性电荷交换的作用，和三个区域的分段多方冷却制度的电子。结果表明，多变指数取决于磁化程度。具体而言，在该区域附近的推力器出口，羽流是弱磁化，由于电子重粒子碰撞的交叉场扩散。在下游，出现近等温膨胀的强磁化区域。最后，在分离区域，多变指数趋于更绝热的未磁化的情况。随着喷嘴磁场强度的增加，发现$\barγ_e\sim1.16$的平均多变指数存在一个下限。
2022-02-22 physics.plasm-ph
Enhancement of Pressure Perturbations in Ablation due to Kinetic Magnetised Transport Effects under Direct-Drive ICF relevant conditions
本文首次对非均匀激光辐照下平面烧蚀箔的二维动力学Vlasov-Fokker-Planck模拟，包括自洽磁场和烧蚀离子流出。即使对于小霍尔参数（$ωτ_{ei} \lesssim 0.05$），自生磁场也足以反转和增强压力扰动。模式反转是由磁场的能斯特平流和Righi-Leduc热通量的组合引起的。非局部效应改变了这些过程。该机制是强大的等离子体条件下测试，它是振幅无关的，发生了广泛的扰动波长，$λ_p = 10-100\,$ μm$。烧蚀等离子体响应的动态演变的散斑图案扰动，类似于光学平滑光束，也进行了模拟。与单模情况类似，自生磁场使烧蚀表面处的非均匀性程度增加多达一个数量级，并且发现自生磁场由于高模式数磁场的电阻性阻尼而优先增强较低模式。
2018-08-04 physics.plasm-ph
A model for plasma-neutral fluid interaction and its application to a study of CT formation in a magnetised Marshall gun
等离子体/中性流体相互作用的模型的开发，并包括在DELiTE代码框架实现的非线性MHD方程。离子，电子和中性流体的动量和能量，由于电离和复合的源率推导出使用一个简单的方法，使确定的体积率的热能转移从电子到光子和中性粒子的辐射复合反应。这个量不能用标准的形式化的程序来计算，在其他的研究中被忽略了。等离子体/中性流体相互作用模型被应用于研究CT形成SMRT和SPECTOR磁化马歇尔枪，使澄清CT电子密度显着增加，经常观察到的SPECTOR实验形成后的机制。中性气体，它仍然集中在下面的气体阀门后，CT的形成，扩散了枪筒的CT容纳区域，在那里它被电离，导致观察到的电子密度增加。这种理解有助于解释在SPECTOR上进行的电极边缘偏置实验期间观察到的温度异常显著升高和密度显著降低。人们认为，边缘加燃料障碍（偏置诱导的传输障碍的结果）是导致观察到的温度升高和密度降低的主要原因。
2020-03-23 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Gyrofluid vortex interaction
磁化等离子体中的低频湍流受到跨离子拉莫尔轨道的陀螺效应的影响。在这里，我们表明，基本的涡流相互作用，如合并和共平流在陀螺流体等离子体的影响下，陀螺诱导的涡流螺旋基本上修改。对于相同的初始涡量，初始密度分布的不对称性决定了同向旋转涡的命运是加速合并还是爆发。在温暖的回旋流体湍流结构的特点是回旋增强到薄涡片的对流。
2017-08-21 physics.plasm-ph
The Character of Transport Caused by ExB Drift Turbulence
磁化等离子体中扩散输运的基本特征取决于所模拟的输运类型。漂移有序下的ExB湍流具有特殊的特性：它几乎是不可压缩的，如果它是静电的，它不会导致磁通量扩散。ExB速度还与坡印廷能通量有关。在准中性动力学下，电场不是由电荷的传输引起的，而是由总电流无发散的要求引起的。构造良好的计算传输模型的后果进行了讨论的背景下，一般的平均场分析，这也产生了几个异常的传输机制，通常不考虑当前的模型。
2002-08-01 physics.plasm-ph
Asymptotic scaling theory of electrostatic turbulent transport in magnetised fusion plasmas
Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；University of Maryland（马里兰大学）；University of Oxford（牛津大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Institute for Research in Electronics and Applied Physics（电子与应用物理研究所）；United Kingdom Atomic Energy Authority（英国原子能管理局）；University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；University of Otago（奥塔哥大学）
本文提出了一种统一ETG和ITG湍流的渐近标度理论，揭示了热流与温度梯度的标度关系，为快速输运模型提供了物理基础。
2026-08-14 physics.plasm-ph
Hermes: Global plasma edge fluid turbulence simulations
在磁约束等离子体的相对碰撞边缘区域中的热量和粒子的输运是一个具有科学挑战性和技术重要性的问题。理解和预测这种运输需要等离子体波动，全球配置文件和流量的自洽演变，但能够做到这一点，在现实的（转向）几何的数值工具，现在才正在开发。在这里，一个5场简化的2流体等离子体模型的不稳定性和湍流的磁化等离子体的研究，建立在BOUT++框架。这个冷离子模型允许全球的配置文件，电场和运输时间尺度上的流量的演变，与通量驱动的跨场运输确定自洽的电磁湍流。在模型制定和数值实现的发展进行了描述，并在poloidally限制和转移托卡马克配置进行模拟。
2016-09-12 physics.plasm-ph
Predicting Zonal Flows -- A Comprehensive Reynolds-Stress Response-Functional from First-Principles-Plasma-Turbulence Computations
湍流驱动的带状流在聚变装置中起着重要的作用，因为它们通过限制异常输运水平来改善等离子体约束。目前的理论主要集中在流动激励，但没有自洽地描述近稳态的带状流湍流平衡态。第一性原理双流体湍流研究用于根据湍流状态下的观察来构建雷诺应力响应函数。这允许，第一次，一个可靠的图表的纬向流湍流平衡。
2011-06-10 physics.plasm-ph
Electromagnetic wave transparency of X mode in strongly magnetized plasma
从真空落在等离子体介质上的电磁脉冲可以在等离子体中反射或传播，这取决于它是过密还是欠密。然而，在磁化等离子体中，通常存在几个用于EM波的通带和阻带，这取决于磁场相对于传播方向的取向。在等离子体中传播的EM波可以在等离子体中激发静电扰动[1，2]。在这项工作中，粒子在细胞模拟已经进行了说明完全透明的电磁波传播内的强磁化等离子体。外部磁场被选择为垂直于电磁波的波传播方向和电场，这是X模式配置。尽管存在带电的电子和离子物种，等离子体介质表现得像真空。借助于粒子漂移可以理解这种观察。结果表明，虽然两种粒子在电磁场的影响下运动，但它们的运动不会导致任何电荷或电流源改变介质中传播的电磁波的色散关系。此外，它也表明，在这种制度的电磁波的阻带收缩到零宽度的谐振点和截止点彼此接近。因此，在这种强磁化的情况下，对EM辐射的透明性似乎是一种规范。这可能在天体物理学场景中具有重要意义。例如，围绕在恒星和磁星周围的等离子体经常被强磁场穿透。
2021-04-15 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Generation of powerful terahertz emission in a beam-driven strong plasma turbulence
研究了强流相对论电子束驱动磁化等离子体中强湍流长波区上混杂波的聚并产生太赫兹电磁辐射。本文利用一个简单的理论模型，计算了不同等离子体密度和湍流能量下的束流-等离子体实验的频谱宽度和角度特性。结果表明，在这些实验室的实验中，在等离子体频率的二次谐波的电磁发射的功率密度可以达到1 ${MW/cm}^3$的水平与1%的转换效率的光束能量损失的电磁发射。
2012-05-18 physics.plasm-ph
Characteristics of Plasma Turbulence in the Mega Amp Spherical Tokamak
湍流是限制托卡马克性能提高的一个主要因素，因为它增强了粒子、动量和热量的输运，阻碍了托卡马克的首要目标。因此，理解并可能控制托卡马克中的湍流是至关重要的，更不用说我们对它的好奇心了。
2013-02-25 physics.plasm-ph
Transport equation for plasmas in a stationary-homogeneous turbulence
对于稳态均匀湍流中的等离子体，从非线性Vlasov方程出发，引入熵原理，导出了Fokker-Planck方程。在计算动力学扩散张量时，系综平均的对称性已得到证明，当提供脉动粒子轨迹时，可以直接计算。作为一个应用，它已被证明，一个平均电场可以驱动粒子通量通过斯托克斯-爱因斯坦关系，独立于湍流的细节。
2015-12-04 physics.plasm-ph
On plasma density blobs in drift turbulence
通过保持电子密度与静电势的非线性Boltzmann因子，证明了在漂移波动力学的框架内，实验中经常看到的分界线内的大等离子体密度斑点可以存在。估计表明，一个斑点中的等离子体密度可以比平均等离子体密度高约3倍，但几乎不会超过这个极限，这在球场上与实验观察一致。
2016-06-27 physics.plasm-ph
Effects of plasma turbulence on the nonlinear evolution of magnetic island in tokamak
磁岛（MI）是由磁场重联引起的，是磁化等离子体中普遍存在的结构。在托卡马克等离子体中，最近的研究表明，MI和环境湍流之间的相互作用可能是重要的非线性MI的演变，但缺乏详细的实验观察和分析，阻碍了进一步的理解。在这里，我们提供了全面的二维观测，表明环境湍流的非线性MI演变的各种影响。结果表明，在托卡马克等离子体中，MI附近的修正等离子体湍流可以导致MI不稳定性的失稳或稳定。特别是，在MI的X点处的显著增强的湍流通过快速磁重联和磁场随机化导致剧烈破坏。
2020-05-07 physics.plasm-ph
Transport barrier onset and edge turbulence shortfall in fusion plasmas
湍流等离子体在施加额外的自由能量源或修改边缘操作条件时显著地自组织到更高的能量状态。几十年来，人们一直在积极辩论这种分歧发生的机制。增强的约束发生在等离子体边缘，在那里预测的湍流强度的不足已经困扰了科学家几十年。我们表明，从原始的动力学方程，这两个问题是相连的，其材料边界的约束等离子体湍流的相互作用是必不可少的治疗预测的湍流的不足，并触发自发传输势垒在等离子体边缘发病。这两个问题决定了改善约束的途径，也是聚变研究的核心。提出了一个全面的讨论的基本机制。这些结果，高度相关的追求磁融合也可能是通用的许多问题，在流体和等离子体中的湍流自平流是活跃的。
2022-09-19 physics.plasm-ph
Plasma turbulence measured by fast sweep reflectometry on TORE SUPRA
传统上致力于电子密度轮廓测量，我们表明，快速扫频反射技术可以带来有价值的和创新的测量等离子体湍流。虽然快速扫频技术是传统上致力于电子密度径向轮廓测量，我们在本文中展示了如何处理的反射信号的波动恢复等离子体密度波动测量具有高的空间和时间分辨率。与磁流体动力学（MHD）活动相关的大尺寸湍流和相关的磁岛可以被检测到。微湍流的径向轮廓，这是负责等离子体的异常输运过程，实验确定通过反射相位信号的波动。
2004-10-22 physics.plasm-ph
Spatially modulated plasma profile for turbulence and instabilities mitigation in fusion plasma
本文提出对聚变等离子体参数进行空间谐波调制，利用类似光子晶体带隙和谐振子参数共振的机制改变湍流与MHD波传播，从而抑制湍流和不稳定性。
2024-11-27 physics.plasm-ph
Critically balanced ion temperature gradient turbulence in fusion plasmas
导出了磁化环形等离子体中离子温度梯度驱动湍流的标度律，并与直接数值模拟进行了比较。预测的湍流波动幅度，空间尺度，以及由此产生的热通量对温度梯度和磁场线间距的依赖关系被发现同意与数值计算结果在驱动和惯性范围。证据提供支持的临界平衡猜想，平行流和非线性垂直去相关时间是可比的，在所有的空间尺度，导致平行和垂直的空间尺度之间的缩放关系。这表明，即使是强磁化等离子体湍流本质上是三维的。
2011-09-12 physics.plasm-ph
Impurity transport in plasma edge turbulence
研究了少数组分/杂质在二维漂移波湍流和三维环形漂移Alfven边缘湍流中的湍流输运。垂直和-在3D -平行平流的全部效果保留的杂质物种。反常的箍缩效应被恢复，并用湍流等分带（TEP）解释
2004-10-14 physics.plasm-ph
Correlation length scalings in fusion edge plasma turbulence computations
通过漂移-阿尔芬湍流计算，分析了等离子体参数变化对涨落关联长度的影响，这些参数变化是熔合边等离子体L-H跃迁附近或处的特征。缩放密度梯度长度，碰撞，等离子体β，并施加剪切流被认为是。研究发现，强剪切流导致平行于和垂直于磁场的静电势涨落出现长程关联。
2011-09-09 physics.plasm-ph
Interchange instability and transport in matter-antimatter plasmas
非均匀磁场中的对称电子-正电子等离子体具有交换不稳定性和输运特性。推导了与等温磁约束电子-正电子等离子体输运有关的密度团扰动传播速度的标度关系，包括当德拜长度大于拉莫尔半径时的阻尼效应.非线性全F陀螺流体计算验证的关系。结果有利于计划的电子-正电子等离子体实验的足够的磁约束。该模型被推广到其他物质-反物质等离子体。磁化的电子-正电子-质子-反质子等离子体容易受到交换驱动的局部物质-反物质分离的影响，这可能会阻碍（迄今尚未实现的）持续的实验室磁约束。
2016-11-23 physics.plasm-ph
Spontaneous spin-up induced by turbulence-driven topological transition of orbits in a tokamak plasma
托卡马克等离子体中普遍存在自发上旋现象，这对等离子体约束至关重要。本文提出了一个动力学理论，证明了在无碰撞托卡马克等离子体中，湍流扩散驱动的轨道拓扑跃迁引起了芯部等离子体的环向旋转。理论预测与著名的核内等离子体流的赖斯标度吻合得很好。这个新的理论预言了国际热核聚变实验堆的$\sim 100km/s$的内禀堆芯平行流动。
2020-03-20 physics.plasm-ph
The ion cyclotron parametric turbulence and anomalous convective transport of the inhomogeneous plasma in front of the fast wave antenna
建立了快波天线前非均匀电场驱动的非均匀等离子体离子回旋（IC）静电参数不稳定性理论。据发现，参数IC湍流和漂移湍流的空间不均匀性是在流动的起源，其中运输的大部分FW功率，沉积到基座等离子体，刮除层，后来的偏滤器主要沿场线。
2021-03-03 physics.plasm-ph
Modeling of plasma turbulence and transport in the Large Plasma Device
大型等离子体装置（LAPD）中的等离子体湍流的数值模拟[Gekelman等人，Rev. Sci.仪器：62，2875，1991]。模型采用BOUT程序[M. Umansky等人，Contrib. Plasma Phys.180，887（2009）]包括用于等离子体密度、电子平行动量和电流连续性的3-D碰撞流体方程，并且还包括离子-中性碰撞的效应。在非线性模拟中，使用测得的LAPD密度分布，但为了简单起见，假设恒定的温度分布，不稳定性和非线性产生的带状流的自洽演变的结果在饱和湍流状态。这些模拟与LAPD等离子体中的测量结果的比较，揭示了良好的定性和合理的定量协议，特别是在频谱，空间相关性和密度波动的幅度概率分布函数。为了与LAPD测量结果进行比较，模拟中的等离子体密度分布可以通过在每个时间步长上直接进行方位平均来保持，也可以通过添加粒子源/汇函数来保持。推断的源/汇值与估计的电离源和LAPD的平行损失是一致的。这些模拟奠定了基础，更全面的努力来测试流体湍流模拟对LAPD数据。
2011-01-27 physics.plasm-ph
Generation of synthetic magnetized plasma turbulence by representation as a stochastic process
等离子体湍流模拟通常计算量大，数值稳定性差。然而，需要长时间的模拟来生成不相关的湍流数据，用于研究诸如通过密度扰动的微波散射。出于这个原因，通过统计方法产生准确的合成湍流廓线的替代方法是有意义的。提出了一种利用期望湍流的两点协方差函数构造多变量正态分布的方法。从该分布采样产生随机场，其在定性和定量上都类似于输入湍流数据集。由此产生的“合成”湍流廓线在“时间”上是不相关的，因此它只对不需要这种物理演变的情况有用。
2017-11-16 physics.plasm-ph
Meaning of the splitting process for the transition to self-sustained turbulence in a magnetized cylindrical plasma
当湍流结构在衰减之前分裂得更频繁时，中性流体剪切流中就会形成持续的湍流。这一概念是否可以扩展到线性磁化等离子体的研究在这里和比较的管流的行为。随着控制参数的增加，磁化等离子体中的动力学已知经历从准周期到锁相到弱湍流状态的几个变化。当相位锁定制度打破，分裂时间接近反映自持湍流，从管流已知的减少寿命。
2022-06-28 physics.plasm-ph
Diffusion and Radiation in Magnetized Collisionless Plasmas with High-Frequency Small-Scale Turbulence
磁化的高能量密度等离子体通常会有很强的电磁涨落，其相关尺度小于电子的拉莫尔半径。在这样的等离子体中，来自电子的辐射与同步加速器和回旋加速器辐射明显不同，它们的能量和俯仰角扩散密切相关。在本文中，我们提出了一个全面的理论和数值研究的粒子在冷，“小尺度”朗缪尔和哨声模式湍流的传输及其关系的辐射光谱同时产生的这些粒子。我们强调，这种关系是一个极好的诊断工具的实验室，天体物理，行星际和太阳等离子体的平均磁场和强大的小尺度湍流。
2015-12-03 physics.plasm-ph
ETG Turbulence Induced Energy flux in the Large Laboratory Plasma
大体积等离子体装置（LVPD）已经成功地证明了在有限等离子体β条件下激发电子温度梯度（ETG）驱动的湍流，其中满足ETG湍流的阈值条件。观测到的模式遵循ETG湍流的波矢标度和频率排序。同时测量电子温度，$δT_e $，等离子体密度，$δn_e $和潜在的，$δV_f $的波动。密度与电位、温度与电位涨落之间的相关系数分别为$ C_{δn_e δϕ_f}\sim -0.8 $和$ C_{δT_e δϕ}\sim -0.9 $，呈强负相关。这些相关的密度，温度和潜在的波动导致湍流热通量的产生。测量的热通量与ETG模型方程的理论估计的热通量进行了比较。实验结果表明，净热流是径向向外的。
2019-02-22 physics.plasm-ph
Electrostatic gyrokinetic simulation of global tokamak boundary plasma and the generation of nonlinear intermittent turbulence
边界等离子体物理在托卡马克约束中起着重要的作用，但由于磁分界线和开放磁场几何中尺度不可分的非定域多物理，使得回旋动力学程序难以模拟。中性粒子也是边界等离子体物理的重要组成部分。本文报道了用惰性静电回旋技术模拟磁通驱动的低β静电边界等离子体。回旋运动离子和漂移运动电子的利用没有新古典和湍流动力学之间的尺度分离。结果表明，非线性间歇湍流是边界等离子体中磁分界面附近和刮削层中的一种自然回旋运动现象。
2017-01-25 physics.plasm-ph
