The effect of magnetic islands on ITG turbulence driven transport
在这项工作中，我们解决的问题，由于稳态ITG湍流的能量传输时间尺度上的垂直运输的磁岛的影响。我们证明，湍流可以跨越分界线，并加强跨磁岛的垂直输运。由于岛内部的垂直输运决定了新古典撕裂模生长所需的临界岛尺寸，这种增加的输运导致临界岛尺寸大于考虑碰撞电导率时预测的尺寸，但小于使用异常有效电导率时的尺寸。我们发现，在玻姆时间尺度上，湍流能够重新建立温度梯度的岛屿宽度$w \lesssim λ_{turb}$，湍流相关长度的岛屿。通过与只保留垂直温度和无湍流的模拟进行比较，估计岛变平的减少。在中间岛宽度，相当于$λ_{turb}$，湍流能够保持有限的温度梯度在整个岛。
2015-01-05 physics.plasm-ph
On seed island generation and the non-linear self-consistent interaction of the tearing mode with electromagnetic gyro-kinetic turbulence
在三维环形陀螺动力学框架下研究了自洽驱动磁岛与电磁湍流的多尺度相互作用。可以看出，即使在存在电磁湍流的情况下，模式的线性结构也被保留。湍流波动不会在岛屿发展的早期就摧毁岛屿，岛屿在成长过程中保持着连贯的形态。岛是播种的电磁湍流波动，这提供了一个初始的岛结构，通过非线性相互作用，并在一个速度显着快于线性撕裂的增长率增长。这些岛状结构在尺寸大约为$ρ_{i}$的宽度处饱和。在存在湍流的情况下，岛然后以线性速率生长，即使岛显著宽于谐振层宽度，岛预期以显著降低的非线性速率生长的状态。在分界线周围有很大程度的随机性，X点几乎完全崩溃。这显著减小了有效岛宽度。
2014-09-10 physics.plasm-ph
Is Turbulence able to Generate Magnetic Islands in Tokamaks? Gyrokinetic Simulations of Turbulence-Driven Magnetic Islands in Toroidal Geometry
本研究利用环形几何中的陀螺动力学模拟，揭示微观不稳定性通过 E×B 流驱动重联并形成、合并磁岛的普适机制，且该机制不依赖微观不稳定性的宇称。
2025-09-29 physics.plasm-ph
Healing of the edge magnetic island in the island divertor configuration on J-TEXT
本研究在J-TEXT托卡马克中发现ECRH可引发边缘磁岛愈合与位形转变，提出相关解释模型，为孤岛偏滤器稳定运行提供参考。
2025-01-14 physics.plasm-ph
RF current condensation in magnetic islands and associated hysteresis phenomena
非线性RF电流凝聚效应表明，磁岛可能会得到很好的控制，更广泛的沉积剖面比以前认为可能的。为了评估这种可能性，构造了一个简化的能量沉积模型，在一个对称的1D平板几何形状。通过限制可以通过阻尼吸收的RF波功率，该模型还描述了预测的滞后现象。与线性模型相比，非线性效应导致更大的温度变化，更窄的沉积宽度，和更强大的岛稳定。尽管在某些情况下，由于非线性效应，岛中心可能不利地被遮蔽，但是通常，RF冷凝效应可能发生，有利地，电流优选地靠近岛中心产生。
2019-07-02 physics.plasm-ph
The shear Alfvén continuum with a magnetic island chain in tokamak plasmas
用理想磁流体力学（MHD）理论研究了单岛链托卡马克的剪切阿尔文连续谱。我们已经考虑到环形几何形状和环形模式耦合的岛屿被认为是一个高度成形的仿星器。由于其极轴和环轴的不对称性，各种新的频率间隙在岛内部打开，例如螺旋诱导的阿尔文本征模（MAE）间隙和螺旋诱导的阿尔文本征模（HAE）间隙。我们已经表明，MAE间隙作为外环形阿尔文本征模（TAE）间隙到岛的延续。然而，随着岛屿的增长，合并的TAE/MAE间隙变得越来越窄，只剩下其原始宽度的一半，中等岛屿大小高达小半径的3.2%。此外，二维本征函数的连续模式的下尖端的MAE间隙现在有高度本地化的结构周围的岛屿的长轴，相反，通常的振荡的全球解决方案发现没有或低水平的环形不对称性-一个迹象表明的连续谱变得离散和密集。这些结果的频率，模式结构和连续阻尼的全球TAE驻留在间隙的影响。
2022-11-22 physics.plasm-ph
Self-consistent modeling of the dynamic evolution of magnetic island growth in the presence of stabilizing ECCD
在托卡马克实验中控制新经典撕裂模的最有前途的技术是用电子回旋电流驱动补偿丢失的自举电流。在此框架下，磁岛的动力学已根据修改后的卢瑟福方程进行了广泛的研究，包括电流驱动的存在，无论是解析描述还是通过数值方法计算。在这篇文章中，一个自洽模型的磁岛和驱动电流的动态演变，它考虑到岛的磁拓扑结构和它的影响，电流驱动的推导。该模型结合了修正的卢瑟福方程与射线追踪方法的电子回旋波的传播和吸收。数值结果表明，相对于传统的计算（不考虑岛的几何形状），这增加了初始岛的大小和径向未对准的沉积的增加完全稳定所需的时间减少。
2013-09-18 physics.plasm-ph
Stability impacts from the current and pressure profile modifications within finite sized island
本文利用扰动平衡方法研究有限尺寸磁岛内电流和压强剖面改变对稳定性判据的影响，揭示正螺旋电流稳定、负螺旋电流失稳，以及压强隆起或凹陷在小岛和大岛区间不同的复杂稳定效应。
2024-06-07 physics.plasm-ph
Effect of static magnetic island on ITG of ADITYA-U tokamak
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Institute for Plasma Research（等离子体研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；IPS Academy（IPS学院）；Centre for Development of Advanced Computing（高级计算发展中心）
本研究利用G2C3代码分析了静态磁岛对ADITYA-U托卡马克中ITG不稳定性的影响，发现磁岛重构了ITG模结构并导致潜在波动的空间再分布，揭示了磁岛对等离子体稳定性的重要作用。
2026-02-03 physics.plasm-ph
Disruption Avoidance via RF Current Condensation in Magnetic Islands Produced by Off-Normal Events
随着托卡马克的设计和建造，等离子体中储存的能量水平越来越高，中断变得越来越危险。据报道，在具有ITER类壁的联合欧洲环（JET）托卡马克中，95%的破裂发生在大锁定岛的生长之前，这些大锁定岛大多是由非正常事件而不是新经典撕裂模产生的。本文讨论了使用RF电流驱动来稳定大岛，重点是当相对较高的功率被用来稳定大岛时出现的非线性效应。RF电流凝聚效应可以将RF驱动电流集中在岛的中心附近，提高稳定化的效率。如果射线轨迹的瞄准没有适当地考虑非线性效应，则非线性遮蔽效应会阻碍岛的稳定。
2020-12-31 physics.plasm-ph
An adjoint method for determining the sensitivity of island size to magnetic field variations
提出了一种计算仿星器岛宽梯度的伴随方法，并将其应用于一组磁场位形。计算岛宽度的基本方法是Cary & Hanson（1991）的方法（有微小的修改），并要求岛中心的剩余部分很小。因此，另外计算残差的梯度。岛的宽度和梯度的计算验证使用的分析磁场配置介绍在Reiman和Greenside（1986）。该方法也适用于NCSX真空配置中的磁岛的宽度相对于线圈上的位置的形状梯度的计算。基于梯度的优化被应用于Hanson和Cary（1984）研究的磁场配置，以通过向一对螺旋线圈添加扰动来最小化随机性。虽然只有真空磁场和解析磁场模型被认为是在这项工作中，伴随计算的岛宽度梯度也可以适用于磁流体动力学（MHD）平衡，如果相对于平衡参数的磁场的导数是已知的。使用岛的宽度梯度计算这里，更一般的基于梯度的优化方法可以应用到设计小磁岛的仿星器。此外，岛尺寸的灵敏度本身可以被优化，以确保相对于岛尺寸的线圈公差保持尽可能高。
2021-02-08 physics.plasm-ph
Shear Alfven wave continuous spectrum within magnetic islands
本文计算了磁岛分界线内剪切阿尔芬波连续谱的径向结构。几何效应由于磁通表面的截面的非圆性被保留到所有的订单。另一方面，我们只保留曲率效应对连续谱的低频部分中的β诱导能隙负责。模式与不同的螺旋度的磁岛被认为是。主要结果是，磁岛内部存在与托卡马克等离子体非常相似的连续谱，可以定义广义安全因子q，并形成宽的频率间隙，类似于托卡马克中椭圆度引起的Alfven本征模间隙。该间隙的存在是由于岛截面的强偏心率。这种差距的存在的重要性是公认的潜在托管磁岛诱导阿尔芬本征模（MiAE）。由于剪切阿尔芬波连续体的磁岛大小的频率依赖性，利用MiAE频率定标作为一种新的磁岛诊断的可能性进行了讨论。
2010-09-23 physics.plasm-ph
The non-linear evolution of the tearing mode in electromagnetic turbulence using gyrokinetic simulations
利用Vlasov陀螺动力学程序GKW研究了磁岛的非线性演化。考虑了电磁湍流与撕裂不稳定$Δ' > 0$电流分布产生的自洽生长磁岛的相互作用。湍流能够通过产生宽度近似为离子回旋半径的结构来播种磁岛并绕过线性生长阶段。岛的宽度和它的旋转频率的非线性演化，在此播种阶段后，被发现被修改，并依赖于等离子体β和平衡压力梯度的值。在低的β值的岛屿演变很大程度上独立的湍流，而在较高的值的相互作用有一个显着的影响岛屿的增长，导致岛屿的增长率呈指数增长的线性阶段，即使岛是大于线性理论的有效性。湍流迫使岛在离子反磁方向上旋转，而不是在没有湍流时旋转的电子反磁方向。此外，它被发现，模式旋转减慢，岛的大小的增长。
2015-07-10 physics.plasm-ph
Magnetic island formation and rotation braking induced by low-Z impurity penetration in an EAST plasma
在我们的3D电阻MHD模拟中很好地再现了最近在EAST实验中连续形成4=1、3=1和2=1磁岛以及随后在低Z杂质穿透过程中制动2=1模的观测结果。由杂质辐射引起的平行电流扰动的增强主要有助于撕裂模的生长，而2=1岛的旋转主要是由于高n模的影响而被杂质积累所阻尼。
2022-09-17 physics.plasm-ph
Nonlinear Dynamics of Magnetic Islands Imbedded in Small-Scale Turbulence
在一个简化的磁流体动力学模型中，数值研究了压力梯度驱动湍流中磁撕裂岛的非线性动力学行为。这项研究揭示了撕裂不稳定性的线性和非线性阶段的压力梯度的属性控制的制度。在这些区域中，压力和磁通量之间的相互作用决定了饱和状态的动态。二次不稳定性可以发生，并通过触发极向旋转强烈修改磁岛动力学。结果表明，复杂的非线性相互作用之间的岛屿和湍流是非局部的，涉及小尺度。
2011-03-23 physics.plasm-ph
Two-fluid model of rf current condensation in magnetic islands
撕裂模式与射频波的稳定受到非线性效应，称为射频电流凝聚，有可能大大提高和本地化磁岛内驱动的电流。在这里，我们扩展了以前的调查，这种效果与两个流体模型，捕捉平衡的扩散和热平衡过程中的岛屿。我们表明，有效的功率，以及由此产生的强度的冷凝效果，可以大大提高通过避免碰撞热损失的离子。碰撞对岛内整体功率平衡的相对影响取决于特征扩散时间尺度和电子-离子平衡时间的比率，而不是后者。虽然相对于离子的热损失随着岛的大小而增加，但加热效率也是如此。特别是，我们表明，后者安全地占主导地位的大型沉积配置文件，是典型的LHCD的情况下。这支持了NTM被动稳定的可能性，而无需ECCD稳定所需的RF波的精确瞄准。
2021-02-23 physics.plasm-ph
The interaction of turbulence, magnetic islands and zonal fields in fluid plasma models with cubic non-linearities
本文研究了高 beta 下流体等离子体中湍流、磁岛与带状结构的相互作用，发现压力梯度驱动的湍流普遍产生磁岛，带状电流减缓磁岛形成，带状流促进能量向大尺度转移，且磁岛对压力分布的平坦化作用缓慢且局限于弱带状流区域。
2025-06-30 physics.plasm-ph
A four-field gyrofluid model with neoclassical effects for the study of the rotation velocity of magnetic islands in tokamaks
从陀螺流体方程组出发，导出了包含新经典流动阻尼效应和最低阶有限拉莫尔半径修正的四场方程组。极向流阻尼的FLR修正通过求解简化的陀螺运动方程来计算。该方程组被应用到托卡马克中的一个链的自由旋转的磁岛的研究，从电阻撕裂模式的非线性演化产生的，以确定岛屿的旋转速度一致的场的径向轮廓接近谐振表面。岛的旋转速度是通过施加扭矩平衡条件来确定的。由此推导出的方程适用于两个不同的碰撞制度，即弱阻尼制度和中间阻尼制度的研究。方程减少，在弱阻尼制度，在以前的作品中已经获得的形式，而一个额外的条款，包含最低阶FLR修正极向流阻尼，出现在中间阻尼制度。的数值积分的最终系统的方程允许确定依赖的等离子体碰撞和岛屿的宽度相比，离子拉莫尔半径的岛屿旋转速度。
2017-10-10 physics.plasm-ph
Global fluid turbulence simulations in the SOL of a stellarator island divertor
在解析仿星器岛状偏滤器的边缘和SOL中进行了等温流体湍流模拟，发现稳态输运由曲率驱动且存在显著m=2,n=5模式，揭示了密度波动特征及分离面与SOL外部的强相关性。
2024-03-27 physics.plasm-ph
A Statistical Model of Magnetic Islands in a Large Current Layer
我们建立了一个统计模型，描述了在空间等离子体中发展的超大电流层中磁岛的动力学。两个参数表征岛的分布：包含在岛上的通量和它包围的面积。我们推导出一个积分微分演化方程的分布函数，根据规则，管理小规模生成的二级岛屿，岛屿的增长率，和岛屿合并。我们这个方程的数值解产生相关的磁层和日冕的岛屿分布。我们还推导出并解析求解了一个微分方程的大岛，明确显示的作用合并岛屿的增长。
2009-10-26 physics.plasm-ph physics.space-ph
Nonlinear seed island generation by three-dimensional electromagnetic, gyrokinetic turbulence
湍流被证明是至关重要的新古典撕裂模式的发病和演变，影响其增长和旋转。本文首次在三维环形回旋框架内研究了这种相互作用。湍流波动不会在岛屿发展的早期破坏岛屿，岛屿在生长过程中保持着连贯的形式，事实上，岛屿是由非线性相互作用决定的，其旋转频率也是由非线性相互作用决定的。这个过程提供了一个初始结构，是离子回旋半径宽的顺序，允许岛迅速达到大尺寸。在分界面周围有很大程度的随机性，并且可以看到X点的完全击穿，这显著减小了有效岛宽度。岛中和周围的静电场的湍流修改极大地影响谐振层宽度的大小，并且即使岛明显宽于奇异层宽度，也可以看到岛以线性速率生长。
2014-03-06 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Annihilation of Magnetic Islands at the Top of Solar Flare Loops
采用高分辨率的2.5维MHD数值模拟方法研究了太阳电流片（CS）中磁重联的动力学过程。随着磁重联的开始，大量磁岛间歇性地形成，并沿CS快速上下移动。当与耀斑环的半闭合通量碰撞时，下降流岛引起第二次重联，其速率甚至与主CS中的速率相当。虽然时间积分的磁能释放仍以主CS的重联为主，但第二重联可以释放大量的磁能，湮灭主岛并在耀斑环顶产生不同尺度的次级岛。第二个岛的通量分布函数服从从$f\left(ψ\right)\simψ^{-1}$（小尺度）到$ψ^{-2}$（大尺度）的幂律分布，这似乎与背景等离子体$β$无关，如果包括热传导的话。然而，空间尺度和强度的终止冲击驱动的主要重联外流或岛屿减少，如果$β$增加或热传导。我们认为，在耀斑环顶部的磁岛的湮灭，这是不包括在标准耀斑模型，在释放磁能加热耀斑等离子体和加速粒子中起着不可忽视的作用。
2021-11-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph
