Effects of collisional ion orbit loss on neoclassical tokamak radial electric fields
在托卡马克边缘等离子体中，离子轨道损失对于产生径向向内电场$E_r$是重要的。特别是，这种效果是强调在偏转托卡马克与磁X点。在新古典平衡中，库仑碰撞可以将离子散射到损失轨道上并产生径向向外的电流，该电流在稳态下由来自粘性的径向向内的电流平衡。为了定量测量这种损失轨道电流在边缘基座，离子轨道通量诊断已实施的轴对称版本的gyrokinetic粒子在细胞代码XGC。作为这种诊断的第一个应用，一个新经典的DIII-D H模式等离子体研究使用回旋离子和绝热电子。通过研究堆芯中$E_r$的碰撞弛豫，证明了诊断的有效性。在此演示之后，在准稳态的边缘基座的损失轨道电流的数值测量。在这种等离子体中，发现来自$E_r$的离子上的径向电力近似地平衡边缘基座中的离子径向压力梯度，来自等离子体流项的径向力是次要分量。轨道损失对$E_r$的影响很小。离子轨道损失将如何影响全电流ITER等离子体基座中的$E_r$，作为后续的研究课题。
2021-12-02 physics.plasm-ph
Global effects on neoclassical transport in the pedestal with impurities
本文采用径向全局$δf$新经典求解器PERFECT [M. Landreman等人，2014等离子体物理控制。Fusion 56 045005]。已知在具有非痕量杂质存在的托卡马克堆芯中，径向杂质通量与体离子通量相反，以提供双极粒子输运，其中电子输运小到可以忽略。然而，在具有亚音速离子流的尖密度基座中，电子输运可以与离子和杂质流相比较。此外，新古典粒子输运本质上不是双极性的，并且通量的非双极性通过扰动的径向耦合延伸到基座区域之外。新古典动量输运，这是有限的离子轨道宽度尺度分布的变化的存在下，显着增强时，杂质是存在于非痕量，即使总的平行质量流是由散装离子为主。
2016-06-30 physics.plasm-ph
On the interplay between turbulent forces and neoclassical particle losses in Zonal Flow dynamics
本文研究了TJ-Ⅱ仿星器中不同等离子体情况下径向电场、雷诺应力梯度和长程相关（LRC）之间的关系。蒙特卡罗模拟表明，径向电场的实验测量范围内的新古典轨道损失的影响。结果表明，尽管湍流加速度的量级与垂直流的新古典阻尼相当，但其与径向电场的依赖性与LRC振幅的演化无关，表明湍流加速度本身不能解释纬向流的动力学。这些结果与湍流和新古典机制之间的相互作用是边缘纬向流动力学的重要组成部分的预期是一致的。
2019-04-09 physics.plasm-ph
L-H transition dynamics in fluid turbulence simulations with neoclassical force balance
研究了磁约束等离子体边缘自发输运势垒的产生。为此，在三维几何形状的静电湍流模型扩展到占之间的摩擦被困和通过粒子的径向电场的影响。进行非线性通量驱动的模拟，它示出，考虑到新古典摩擦系数的径向和时间变化允许一个传输障碍以上的输入功率的阈值生成。
2013-11-22 physics.plasm-ph
Changes to neoclassical flow and bootstrap current in a tokamak pedestal
在托卡马克基座中，径向尺度长度可以与离子轨道宽度相比较，从而使传统的新古典计算的流量和自举电流失效。在这项工作中，我们说明了一个非本地的方法，允许强大的径向密度变化，同时保持小偏离麦克斯韦分布。非局部效应改变了流量和电流的大小和极向变化。该方法是实现在一个新的全球性的delta-f连续代码使用完全线性化的福克-普朗克碰撞算子。只要极向磁场与总磁场相比很小，就允许任意的碰撞性和纵横比。强径向电场，足以静电约束的离子，也包括在内。这些影响可能是重要的，以考虑在任何实验基座流量测量和理论之间的比较。
2012-06-26 physics.plasm-ph
Evaluation of neoclassical transport in nearly quasi-isodynamic stellarator magnetic fields using MONKES
本文利用MONKES代码评估近准等动力仿星器磁场的新经典输运，通过分析CIEMAT-QI中间位形数据库揭示了间接优化策略在最小化自举电流方面的低效性，并初步探索了分段全向场这一新型优化磁场的位形空间。
2024-10-23 physics.plasm-ph
Radio frequency induced and neoclassical asymmetries and their effects on turbulent impurity transport in a tokamak
杂质密度的极向不对称性可以由核心的射频加热和托卡马克等离子体边缘的新经典效应产生。在一个基座的案例研究中，使用全球新古典模拟，我们发现，有限的轨道宽度效应可以产生显着的极向变化的静电势，这在一个小的径向尺度上变化。陀螺动力学建模表明，这些极向不对称性可以足够强，以显着修改湍流杂质峰。在基座中，ExB在径向电场中的漂移对杂质极向运动的贡献大于平行流对杂质极向运动的贡献。在这种情况下，我们发现，上下不对称性也会影响杂质峰。
2013-11-20 physics.plasm-ph
Fast and accurate calculation of the bootstrap current and radial neoclassical transport in low collisionality stellarator plasmas
Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）
该论文提出一种基于Legendre多项式和块三对角算法快速准确求解低碰撞度单能漂移动力学方程的方法，开发了新经典代码MONKES，可高效计算仿星器自举电流与单能输运系数，适用于仿星器优化与预测输运。
2025-10-31 physics.plasm-ph
Benchmark of the Local Drift-kinetic Models for Neoclassical Transport Simulation in Helical Plasmas
在此报告了基于几个局部漂移动力学模型的新古典输运程序的基准。这里，漂移动力学模型是ZOW、ZMD、DKES样的和全局的，如在[Matsuoka et al.，Physics of Plasmas 22，072511（2015）]。基准中采用了HSX、LHD和W7-X的磁几何结构。研究发现，当$\boldsymbol E \times \boldsymbol B$与磁漂移速度相比足够大时，$\boldsymbol E \times \boldsymbol B$不可压缩性的假设导致了模型间新经典径向通量和平行流的差异。另一方面，当$\boldsymbol E \times \boldsymbol B$和磁漂移速度是可比的，切向磁漂移，这是包括在全球和ZOW模型，填补了抑制非物理峰值的新古典径向通量在其他本地模型在$E_r \simeq 0$。特别是在低碰撞等离子体中，切向漂移效应很好地抑制了模拟中引起的径向输运的非物理行为。结果表明，ZOW模型具有减轻非物理行为的优势，在几个磁几何形状，它也实现了在LHD的自举电流的计算成本较低的全球模型相比，评估。
2016-12-19 physics.plasm-ph
Effect of Nonlinear Energy Transport on Neoclassical Tearing Mode Stability in Tokamak Plasmas
本文研究了托卡马克等离子体中与新经典撕裂模有关的磁岛链分界线内反常垂直电子热输运的减少对该模整体稳定性的影响，这种减少是由于该区域电子温度分布的平坦化造成的。新古典撕裂模的出现取决于岛链附近平行和垂直电子热通量的发散比。通过增加输运减少的程度，随着发散比逐渐增加，模式的开始可以变得越来越突然。最后，当输运减少的程度超过某个临界值时，新古典撕裂模的开始变得不连续。换句话说，当发散比达到某个临界值时，新经典撕裂模解的分支会突然分叉。此外，一旦触发了这种分岔，发散比必须减小一个相当大的因子才能触发逆分岔。
2016-12-17 physics.plasm-ph
Gyrokinetic simulations of neoclassical electron transport and bootstrap current generation in tokamak plasmas in the TRIMEG code
本研究在基于三角形网格的回旋动理学程序TRIMEG中实现简化洛伦兹碰撞算符，推导非结构化网格下的通量面平均计算方法，验证了其计算电子输运与自举电流的能力，为后续自洽纳入新经典效应奠定基础。
2023-06-13 physics.plasm-ph
Oblique electron-cyclotron-emission radial and phase detector of rotating magnetic islands applied to alignment and modulation of electron-cyclotron-current-drive for neoclassical tearing mode stabilization
在DIII-D托卡马克装置上安装了一台双通道倾斜电子回旋辐射计，并与4个回旋管连接。倾斜ECE被用于环形和径向定位旋转磁岛，从而帮助它们的电子回旋电流驱动器（ECCD）稳定。特别地，在由接口模拟电路操作的操纵之后，倾斜ECE信号直接调制与岛旋转同步并且与岛O点同相的电流驱动，以实现更有效的稳定。除了不同的环形位置外，诊断视图与ECCD发射方向相同，这大大简化了信号的实时使用。事实上，简单的环形外推就足以将调制锁定到O点相位。这是由一个专门设计的移相器，在1- 7 kHz范围内几乎平坦的响应。此外，对略高于和略低于ECCD频率的两个通道进行相关分析，可以检查与岛的径向对准，因为为了获得令人满意的对准，两个信号是异相的。
2013-02-28 physics.plasm-ph
Local and global Fokker-Planck neoclassical calculations showing flow and bootstrap current modification in a pedestal
在输运势垒中，特别是H模边缘势垒中，径向尺度长度可以与离子轨道宽度相当，导致新古典物理学变得径向非局域。在这项工作中，由此产生的变化，新古典流和电流的分析和数值研究。陡峭的密度梯度被认为是与极向离子gyroradius，连同强大的径向电场足以静电约束的离子的尺度长度。注意力仅限于相对较弱的离子温度梯度（但允许任意的电子温度梯度），因为在这种限制下，Δ f（从麦克斯韦分布的小偏差），而不是全f方法是合理的。这一假设实际上是一致的测量间ELM H模式边缘基座密度和离子温度分布在许多目前的实验中，预计将越来越有效，在未来的低碰撞实验。在数值分析中，分布函数和Rosenbluth潜力同时解决，允许使用精确的场项的线性化Fokker-Planck碰撞算子。在基座中，平行和极向流被发现强烈偏离最好的传统新古典预测，与当地理论不同的形式的大极向变化。这些预测的效果可以通过实验观察到。在局部极限下，Sauter自举电流公式在低碰撞度下是准确的，但在平台区附近，它们会高估自举电流。在基座排序，离子的自举和Pfirsch-Schluter电流的贡献也被修改。
2012-10-02 physics.plasm-ph
The effect of tangential drifts on neoclassical transport in stellarators close to omnigeneity
一般来说，由于磁场的三维性质，仿星器中被捕获粒子的轨道平均径向磁漂移是非零的。其中的轨道平均径向磁漂移消失的仿星器被称为omniogeneous，他们表现出新古典输运水平的轴对称托卡马克。然而，偏离全方位的影响在实践中是不可忽视的。对于足够低的碰撞频率（低于定义$1/ν$状态的值），与通量表面相切的漂移分量变得相关。本文重点研究当非全异性扰动梯度较小时，接近全异性的仿星器中的这种碰撞机制。首先，它被证明，接近omnidium是需要保持径向局部性的漂移动力学方程的碰撞低于$1/ν$制度。结果表明，新经典输运是由相空间中的两层决定的。其中一层对应于$\sqrtν$状态，另一层对应于超香蕉-平台状态。超香蕉高原层的切向电场的计算的重要性被强调，以及后者的相关性，在本文中考虑的碰撞制度的新古典运输。特别是，切向电场是必不可少的出现一个新的subregime超香蕉高原运输时，径向电场是小的。给出了包括$\sqrtν$区和超香蕉坪区的离子能流公式。能量通量与全方位偏差大小的平方成比例。最后，它是解释为什么低于一定的碰撞性值，在这篇文章中提出的配方不再有效。
2017-03-10 physics.plasm-ph
Isotope and density profile effects on pedestal neoclassical transport
交叉场新古典运输的热量，粒子和动量的研究在尖锐的密度泛函，重点是同位素和配置文件的影响，使用径向全球的方法。全球效应-倾向于减少峰值离子热通量，并将其向外移动-随着固定剖面的同位素质量增加。热通量的减少表现出饱和与有利的同位素趋势。与等离子体核心不同，即使在纯等离子体中，热通量的一个重要部分也可以是对流的，并且它对动量源在各种物质之间的分布很敏感。特别是，如果仅允许离子动量源，则在纯等离子体的全局模拟中，离子粒子通量保持接近其局部值，而对于同位素混合物或电子动量源的模拟，情况可能并非如此。径向角动量输运是一个有限的轨道宽度效应，被发现是强烈相关的热源。
2017-08-09 physics.plasm-ph
Strong gradient effects on neoclassical electron transport and the bootstrap current
本文研究托卡马克强梯度区域中新经典电子输运与自举电流的修正，揭示离子流和电势极向变化的影响，并通过台基剖面算例表明弱梯度理论可能高估或低估输运结果。
2025-08-28 physics.plasm-ph
Moderation of neoclassical impurity accumulation in high temperature plasmas of helical devices
实现杂质和氦灰控制是通向聚变级磁约束设备的道路中的关键问题，并且这尤其是螺旋反应堆的情况，其低碰撞性离子根操作场景通常显示负径向电场，这预期会引起向内的杂质箍缩。在这些工作中，我们讨论，基于实验测量和标准预测的新古典理论，如何非常低的离子碰撞的等离子体，类似于在大螺旋装置的杂质孔中观察到的，可以是一个例外，这个一般规则，以及如何一个负的径向电场可以共存的向外杂质通量。这一解释得到了国际仿星器-Heliotron剖面数据库中记录放电的比较的支持，并且可以外推以表明，在螺旋装置的核心中实现高离子温度与低核心杂质含量并不根本不相容。
2017-03-28 physics.plasm-ph
Development and validation of a local neoclassical transport module in NLT with applications to EAST-relevant impurity transport and trapped-electron-mode stability
Institute of Plasma Physics, Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
该研究在NLT中开发并验证局部新经典输运模块，包含多物种碰撞算子及两种求解策略，经与NEO基准测试，结果相符。此模块应用于EAST相关的钨杂质输运和捕获电子模稳定性研究，揭示了相关特性，扩展了NLT在多物种碰撞输运模拟方面的能力。
2026-07-14 physics.plasm-ph
Impurities in a non-axisymmetric plasma: transport and effect on bootstrap current
杂质引起辐射损失和等离子体稀释，在仿星器等离子体中，新经典双极径向电场通常不利于避免强杂质峰。在这项工作中，我们使用了一个新的连续漂移动力学求解器，SFINCS代码（Stellarator Fokker-Planck Iterative Neoclassical Conservative Solver）[M。Landreman等人，Plasmas 21（2014）042503]，其采用完全线性化的Fokker-Planck-Landau算子来计算Wendelstein 7-X（W7-X）磁配置的新经典杂质输运系数。我们比较SFINCS计算与理论渐近线在高碰撞极限。我们观察并解释了1/nu标度的物种间的径向输运系数在低碰撞性，由于在物种间的碰撞运营商，这是没有发现与简化的碰撞模型，即使当动量修正。然而，如果存在径向电场，则这种类型的缩放消失。我们还利用SFINCS分析了杂质含量对新经典杂质动力学和自举电流的影响。我们表明，为了统一的等离子体有效电荷Zeff的变化可以影响自举电流足以导致偏滤器撞击点位置的偏差。
2015-11-20 physics.plasm-ph
Direct optimization of neoclassical ion transport in stellarator reactors
本文通过直接优化仿星器新经典离子输运并适度保持电子输运，提高热输运系数比以形成指向外部的径向电场，从而在保持离子约束的同时促进杂质排出。
2024-08-13 physics.plasm-ph
Analysis of deviation from neoclassical ion equilibrium against electron and ion temperature profiles in T-10 tokamak
本文分析了T-10托卡马克中离子力平衡与新古典理论预测的偏差，并从其与电子温度、Te温度和离子温度的局部和非局部相关性的观点出发，计算了径向电场的直接测量值。通过Pearson相关分析了局部相关性。非局部相关处理与反问题的假设下，一个积分方程的偏差和Te和Ti的配置文件之间的关系。分析了无辅助加热、弱辅助加热和强辅助加热（电子回旋共振加热）放电。结果表明，无论在定域模型还是非定域模型中，电子对离子平衡偏离新古典理论预测的贡献都很大（不小于离子）。
2021-01-11 physics.plasm-ph
Strong gradient neoclassical transport in the plateau regime
Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；Plasma Science and Fusion Center, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院等离子体科学与聚变中心）；Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT（CIEMAT国家聚变实验室）
研究强梯度区域中新经典输运机制，通过扩展平台区新经典理论，揭示梯度对输运过程的影响，验证强梯度对标准新经典理论预测的增强或减弱作用。
2026-03-15 physics.plasm-ph
Electrostatic potential variations on stellarator magnetic surfaces in low collisionality regimes
新古典静电势的分量在磁表面上是不恒定的，我们用$\tildeφ$表示，它可以影响高电荷杂质的径向输运，这促使它被包含在一些现代新古典代码中。计算$\tildeφ$的新古典模拟的数量仍然很少，部分原因是它们通常要求计算资源，特别是在低碰撞性下。本文解析地导出了接近全向星的仿星器在$1/ν$、$\sqrtν$和超香蕉坪区的尺寸、与碰撞度和纵横比的标度以及磁表面上的$\tildeφ$结构。e.仿星器已经被优化用于新古典运输。发现新古典方程所允许的最大$\tildeφ$与纵横比的倒数和与全向度的偏差的大小成线性关系。利用一个扰动的全相位形模型，用KNOSOS程序的计算结果验证和说明了分析结果。本文所采用的方法、结果和数值工具可应用于具有破缺轴对称的托卡马克中的新经典输运问题。
2018-08-21 physics.plasm-ph
Finite orbit width effects in large aspect ratio stellarators
推导了镜比接近1的大纵横比仿星器中低碰撞新经典通量的新轨道平均方程。该方程采用第二绝热不变量$J$作为速度空间坐标，保留了有限轨道宽度效应，并已在轨道平均新经典程序KNOSOS中实现.这些方程被用来研究$1/ν$区域和低碰撞区域。对于镜像比接近于1的一般大纵横比仿星器，随着碰撞频率的降低，$1/ν$机制直接过渡到$ν$机制，而不通过$\sqrtν$机制。得到了$ν$区新经典通量的显式表达式。该公式包括在不同类型的阱之间过渡的粒子的影响。虽然这些过渡产生的随机散射的碰撞频率在速度空间中的值无关，在真实空间中的扩散保持成比例的碰撞频率。$\sqrtν$机制仅在接近全方位的大纵横比仿星器中恢复：具有大镜比的大纵横比仿星器和镜比接近1的优化的大纵横比仿星器。利用\cite{calvo17}导出的轨道平均方程，可以计算具有大镜比的大展弦比仿星器中的新经典输运。在这些仿星器中，$\sqrtν$区域存在于碰撞间隔$ε|\ln ε| \ll ν_{ii} R a/ρ_i v_{ti} \ll 1/ε$中。在优化的大长宽比仿星器中，镜比接近1，$\sqrtν$区域发生在一个碰撞间隔中，该间隔取决于与全向$δ$：$δ^2 |\ln δ| \ll ν_{ii} R a/ρ_i v_{ti} \ll 1$的偏差。
2022-09-02 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
Investigation of Neoclassical Tearing Mode Detection by ECE Radiometry in Tokamak Reactors via Asymptotic Matching Techniques
该研究利用TJ程序结合渐近匹配方法模拟ITER类托卡马克中NTM的磁结构与电子温度扰动，并开发考虑相对论效应的模拟ECE诊断以预测检测信号。
2025-07-28 physics.plasm-ph
Effect of density changes on tokamak plasma confinement
在托卡马克等离子体放电过程中，粒子密度的变化（通过喷气、小球或杂质播种）产生径向电流，并隐含着可以改变约束状态的扭矩和旋转。电离后，新生的离子将朝着周期性的新古典轨道（捕获或循环）演化，但它们的第一部分漂移，先于周期性，是一个有效的径向电流。它是短的，空间有限的，并且对于每个新离子是唯一的，但是乘以电离率，它可以产生相当大的总径向电流。相关联的扭矩引起旋转，从而改变输送过程。本文用简单物理图象分析、数值模型和新经典漂移动力学处理三种方法导出了电离引起的径向电流的大小。这三种方法的结果是一致的，并表明电流确实可以很大。许多著名的实验观察可以在这个角度下重新考虑。在反应堆级等离子体中，约束可以受到足够的粒子燃料的强烈影响。
2015-07-10 physics.plasm-ph
Particle transport after pellet injection in the TJ-II stellarator
我们研究了低温弹丸注入仿星器等离子体中粒子的径向输运。通过微扰实验，我们估计了实验粒子通量，并与新经典模拟结果进行了比较。实验证据获得的事实，即在螺旋装置的核心耗尽可以减慢，甚至由丸粒，不达到核心区域。这一现象被DKES和FORTEC-3D的新古典预测很好地捕捉到。
2017-03-28 physics.plasm-ph
Nonlinear Transport Processes in Tokamak Plasmas. Part I: The Collisional Regimes
本文介绍了热力学场论（TFT）在L模托卡马克等离子体输运过程中的应用。导出了碰撞区线性（Onsager）输运系数的非线性修正。一个非常令人鼓舞的结果是P-S离子和电子输运系数之间的不对称性的出现：后者呈现出非线性校正，这是离子所不存在的，并且使得径向电子系数比前者大得多。明确的计算和新古典的结果和TFT预测JET等离子体之间的比较也报告。我们发现，非线性电子P-S输运系数超过新经典理论提供的值的一个因素，这可能是100的顺序。非线性古典系数超过新古典系数的一个因素，这可能是2阶。由新古典理论确定的离子输运系数的表达式在这两个区域中保持不变。低碰撞区域，即，高原和香蕉政权，在这项工作的第二部分进行了分析。
2008-02-05 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Gyrokinetic understanding of the edge pedestal transport driven by resonant magnetic perturbations in a realistic divertor geometry
为了研究密度泵出和电子热约束问题，采用全f粒子回旋动力学程序XGC对共振磁扰动下的DIII-D H模边缘等离子体中的新经典和静电湍流输运进行了自洽模拟. RMP场是从扩展的磁流体动力学（MHD）代码M3 D-C1导入的，考虑到线性双流体等离子体响应。与新古典和湍流物理一起考虑，XGC模拟再现两个关键特征的实验观察到的边缘传输下RMP：增加径向粒子运输的基座区域，这是足以占实验泵出率，并抑制电子热通量的边缘基座的最陡峭的部分。在模拟中，在电子反磁方向上移动的模式的密度波动幅度增加，由于在基座肩部和向外的RMP的相互作用，而电子温度波动幅度减小。
2020-03-16 physics.plasm-ph
Damping of radial electric field fluctuations in the TJ-II stellarator
漂移动力学方程求解低密度TJ-II等离子体采用缓慢变化，随时间变化的配置文件。这允许模拟密度斜升实验，并从第一原理描述的径向电场剪切，这是相关的电子到离子根的过渡的形成和物理。我们表明，在实验中观察到的纬向流的等离子体势波动的频率范围是新古典无阻尼的过渡附近。这使得电子根政权的仿星器，接近过渡到离子根，一个有利的制度，为研究带状流的演变。我们提出了模拟无碰撞松弛的纬向流，在这个意义上的Rosenbluth和Hinton测试，表明振荡行为的定性协议的实验接近过渡。
2017-03-28 physics.plasm-ph
Inference of Experimental Radial Impurity Transport on Alcator C-Mod: Bayesian Parameter Estimation and Model Selection
我们提出了一个完全贝叶斯方法的推断杂质输运系数的径向配置文件，并将其结果与新古典，gyrofluid和gyrokinetic建模。使用嵌套抽样，贝叶斯杂质传输推断（BITE）框架可以处理复杂的参数空间与多种可能的解决方案，提供了很大的优势，解释能力和可靠性方面的先前证明的方法。BITE采用基于pySTRAHL软件包的正向模型，该模型建立在著名的STRAHL代码[Dux，IPP Report，2004]的成功基础上，用于模拟磁约束等离子体中的杂质输运。在本文中，我们专注于钙（Ca，Z=20）激光吹离注入到Alcator C-Mod等离子体。通过高分辨率X射线成像晶体光谱学和真空紫外测量诊断多个Ca原子线。我们分析了锯齿形的I-模式放电，新古典和湍流（准线性和非线性）的预测也得到。我们发现在整个径向范围内的扩散很好的协议，而湍流对流和密度分布峰值估计在实验中比理论建议的更大。与实验基座杂质输运的推断相关的努力和挑战进行了讨论。
2020-07-27 physics.app-ph physics.comp-ph physics.data-an
Full orbit simulations of collisional impurity transport in spherical tokamak plasmas with strongly-sheared electric fields
利用试验粒子全轨道模拟程序，研究了强剪切径向电场作用下球形托卡马克等离子体中试验杂质离子的碰撞动力学。剪切的强度使得标准的漂移顺序不再能够被假定，并且需要全轨道方法。径向电场剪切对新古典粒子输运的影响是量化的测试粒子的质量和电荷数和电场参数的范围。它示出的剪切电场的效果是提高约束的杂质物种以上的水平观察到的情况下，这样的字段。这种效应可以用碰撞拖曳力漂移来解释，它与粒子电荷数成正比，但与粒子质量无关。这种漂移作用向内的负径向电场和向外的正字段，这意味着强烈增强的约束的高度电离的杂质离子在一个负的径向电场的存在。
2011-06-10 physics.plasm-ph
Electron root optimisation for stellarator reactor designs
提出了一种优化仿星器装置以利于径向电场电子根解的方法，该方法可避免重杂质积累、改善热离子约束和氦灰排气并可能减少湍流，且在准等向同性仿星器中实现了真空与有限等离子体压力配置的优化。
2024-05-20 physics.plasm-ph
Analysis of equilibrium and turbulent fluxes across the separatrix in a gyrokinetic simulation
SOL宽度是现代托卡马克中至关重要的参数，因为它控制着偏滤器板上沉积的功率密度，对面向等离子体的材料的生存性至关重要。因此，长期以来一直在寻求对控制它的参数的理解（Connor等人，1999 NF 39 2）。在Chang et al. (2017 NF 57 11），托卡马克边缘的研究主要局限于简化的流体模型和简化的几何形状，忽略了重要的物理部分。在这里，我们分析的DIII-D模拟的结果进行了全f gyrokinetic代码XGC 1，其中包括在现实偏滤器几何的湍流和新古典效应。更具体地说，我们计算了沿分界线的粒子和热ExB通量，区分平衡和湍流贡献。我们发现，密度SOL宽度的影响几乎完全由湍流电子通量。在该模拟中，边缘湍流的水平由我们刚刚开始理解的机制调节：机器顶部和底部的$\nabla B$漂移和离子X点损失，以及低场侧（LFS）的离子香蕉轨道，导致分界线处的复杂极向势结构，这是我们观察到的ExB漂移模式的原因。湍流被这种势产生的剪切流所抑制。与此同时，湍流，以及增加的边缘碰撞性和电子惯性，可以通过使电子非绝热来影响势结构的形状。此外，作为电子可以失去约束的唯一手段，它需要与原始的直接离子轨道损失保持平衡，以保持电荷中性。
2018-04-26 physics.plasm-ph
Poloidal inhomogeneity of the particle fluctuation induced fluxes near of the LCFS at lower hybrid heating and improved confinement transition at the FT-2 tokamak
本文介绍了FT-2的光谱和微湍流实验数据及其分析。结果表明，FT-2中LH加热（LHH）产生的径向电场Er足以形成输运势垒。当LHH关闭时，ETB形成。在两个不同的极向角下，测量了太阳光LCFS附近的径向涨落引起的E B漂移通量密度。为此目的，使用两个朗缪尔探针位于低场和高场侧的环面。登记的极向和径向分量的电场和密度波动在同一时间在一个放电允许测量的极向不对称的传输减少机制的径向和极向粒子通量在SOL中。绝对E（~）涨落水平与Er切变的符号有关。用X模起伏反射法研究了LCFS附近L-H跃迁中极向ErxB旋转剪切E-B对微尺度湍流的影响。新的数据是通过空间光谱技术获得的。
2004-10-19 physics.plasm-ph
On-surface potential and radial electric field variations in electron root stellarator plasmas
在目前的工作中，我们报告最近的径向电场测量进行了多普勒反射系统的TJ-II仿星器。研究的重点是，在某些条件下，径向电场测量在同一通量表面上的不同点显示出显着不同的值。进行了数值分析，考虑$Φ_1$作为一个可能的校正项的总径向电场的径向依赖性所产生的贡献。这里$Φ_1$是表面上的新古典静电势变化。比较表明，在某些方面，如条件下，这种修正是大的（电子根条件）或可忽略不计（离子根条件），良好的协议。但它在其他方面不同意，比如修正的迹象。的结果进行了讨论，连同这种部分分歧的根本原因。此外，最近在Wendelstein 7-X（W7-X）安装的双多普勒反射计系统的激励下，考虑到核心电子根等离子体（CERC）等离子体，W7-X的$Φ_1$估计重新审视其第一次实验活动。模拟结果表明，电子根条件下的$Φ_1$值比离子根条件下的大。从动力学电子响应的贡献被证明是在某些半径变得重要。所有这些导致潜在的变化大小明显大于我们以前在W7-X \cite{Regana_nf_57_056004_2017}中对其他等离子体参数和另一种配置的工作中估计的。
2018-04-27 physics.plasm-ph
On the interaction between the island divertor heat fluxes, the scrape-off layer radial electric field and the edge turbulence in Wendelstein 7-X plasmas
在仿星器W7-X中，对附加偏滤器条件下SOL中径向电场$E_{\rm r}$的形成进行了实验研究。本研究的主要目的是测试的有效性，在一个复杂的3D岛偏滤器的简单模型，通常在托卡马克，有关$E_{\rm r}$鞘层电位降梯度的目标。此外，我们调查的边缘$E_{\rm r}$剪切的密度波动幅度，根据现有的参考文献，一个公认的现象减少的效果。SOL中测量的主要诊断是V波段多普勒反射计，它可以提供具有良好空间分辨率的$E_{\rm r}$和密度波动的测量。偏滤器参数的三维测量已使用红外相机进行，与$λ_{\rm q}$产生一个合适的代理模型相关的$λ_{\rm T}$。在调查的附加制度，它是第一次表明，在SOL中的$E_{\rm r}$的形成取决于偏滤器的参数，以下$E_{\rm r} \propto T_{\rm e} /λ_q$定性类似于托卡马克中发现的。然后，从分析的等离子体中，观察到的$E_{\rm r}$剪切在边缘的密度波动的幅度的适度的局部减少。
2022-10-05 physics.plasm-ph
Intermittent electron density and temperature fluctuations and associated fluxes in the Alcator C-Mod scrape-off layer
利用Alcator C-Mod反射镜朗缪尔探针系统采集了舷外中面远刮离层等离子体参数的时间序列数据。本文对电子密度、温度、径向电漂移速度以及相应的粒子和电子热通量的一秒长时间序列进行了统计分析。这些都是在稳定的等离子体条件下，在欧姆加热，较低的单零转向放电采样。电子密度和温度是强相关的，并且具有类似于离子饱和电流的涨落统计特性。电子密度和温度的时间序列都是由间歇性的，大幅度的突发与突发幅度和它们之间的等待时间的指数分布占主导地位。大振幅爆发的特征时间尺度约为15μs。大振幅的速度波动具有稍快的特征时间尺度，并且以比电子密度和温度波动更快的速率出现。将这些时间序列描述为互不相关的指数脉冲的叠加，我们发现数据时间序列的概率分布函数、功率谱密度以及自关联函数与随机模型的预测吻合得很好。电子粒子通量和热通量呈现大幅度波动。对于这种低密度等离子体，径向电子热通量主要由对流，即，在电子密度和径向速度的波动的相关性。热的和密集的斑点贡献了约6%的总波动驱动的热通量。
2018-03-14 physics.plasm-ph
Improved linearized model collision operator for the highly collisional regime
给出了多组分等离子体的线性模型碰撞算符。Sugama，T. H. Watanabe和M. Nunami [物理学] Plasmas { \bf 16}，112503（2009）]被改进以适当地适用于高碰撞区域。改进的线性化模型算子保留了粒子、动量和能量守恒定律，并再现了由线性化Landau算子导出的相同的摩擦流关系，因此该模型可用于正确评估所有碰撞机制中的新古典输运通量。伴随关系和玻尔兹曼的H-定理是完全满足的改进算子，除了在不同的粒子物种之间的碰撞与不相等的温度，这些关系和H-定理仍然大致成立的情况下，因为有一个很大的差异，两个物种的质量显着不同的温度。即使在不等温的情况下，改进的算子也可以被修改以精确地满足伴随关系，但它会导致摩擦系数的值偏离Landau算子给出的值。此外，为了应用于湍流输运的回旋动力学模拟，在保留有限回旋半径效应的情况下，将改进的算子转化为回旋相位平均的形式。
2019-10-02 physics.plasm-ph
Evaluation of toroidal torque by non-resonant magnetic perturbations in tokamaks for resonant transport regimes using a Hamiltonian approach
在托卡马克装置中，由非共振、非轴对称扰动引起的新经典粘性所产生的环向力矩对环向等离子体旋转有重要影响。在这篇文章中，在准线性理论中，在正则作用角变量下，推导了谐振区的环向力矩和径向输运的表达式。所提出的方法对待所有低碰撞准线性共振NTV制度，包括超香蕉高原和漂移轨道共振在一个统一的方式，并允许在所有制度的磁漂移。它适用于无扰动平衡的环对称通量表面上的扰动，而不需要对几何形状或纵横比进行特定的假设。所得到的表达式，以匹配现有的分析结果在大的纵横比限制。新开发的代码NEO-RT的数值结果进行了比较，在低碰撞准线性版本的代码NEO-2的计算。证明了磁漂移频率中磁剪切项的重要性以及磁漂移对漂移轨道共振的显著影响。
2016-07-15 physics.plasm-ph
Effect of radial pressure corrugations and profile shearing on turbulence in Fusion plasmas
本文研究聚变等离子体台基区中精细尺度径向压强波纹对ETG湍流的影响，发现波纹使ETG模分裂为三个本征值，并通过与局域压强梯度成正比的剖面剪切打碎湍流涡旋、降低输运，提出这是一种普遍的湍流饱和机制。
2025-07-21 physics.plasm-ph
Ring sequence decomposition of an accretion disk: the viscoresistive approach
我们分析了一个薄吸积盘的二维粘阻磁流体动力学（MHD）模型，该模型将[Coppi（2005），Coppi and Rousseau（2006）]中概述的晶体结构与天体物理吸积系统的真实微观和宏观特征相协调。特别是，我们认为小的耗散效应（粘度和电阻率，其特征在于磁普朗特数的顺序单位），极向物质通量和环形分量的磁场。这些新的成分使我们能够建立完整的平衡剖面，包括动量守恒方程的方位角分量和电子力平衡关系。这两个额外的方程，这是相同的满足在原来的模型中，允许我们处理非零的径向和垂直的物质通量，我们构建的全球平衡系统的解决方案提供了一个完整的描述等离子体盘内的径向和垂直的依赖。我们分析的主要问题是概述了调制的物质分布在磁盘中对应于形成一个环状序列，在这里与相应的径向振荡的物质通量。
2011-11-04 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Omnidirectional Energetic Electron Fluxes from 150 km to 20,000 km: an ELFIN-Based Model
本研究利用ELFIN立方体卫星低轨测量数据，结合绝热输运与准线性扩散理论，构建了150-20000km全向高能电子通量解析模型，经范艾伦探测器验证有效，揭示了亚暴活动对辐射带电子通量的控制作用。
2024-10-09 physics.plasm-ph physics.space-ph
Gyrokinetic Simulations Compared with Magnetic Fluctuations Diagnosed with a Faraday-Effect Radial Interferometer-Polarimeter in the DIII-D pedestal
在DIII-D的电磁波动的实验数据，可由法拉第效应径向干涉仪，偏振仪（RIP）诊断，检查比较详细的陀螺运动模拟使用陀螺运动电磁数值实验（GENE）。该诊断仪具有对波动磁场进行内部测量的独特能力$\frac{\int n_e δB_r dR}{\int n_e dR}$。局部线性模拟识别微撕裂模式（MTM）在很大范围内的环形模式数（峰值在$n=15$）的频率与实验数据吻合得很好。本地非线性模拟加强了这一结果，产生的磁频谱与RIP诊断的良好协议。模拟的热通量在实验预期的范围内。然而，磁波动幅度大大低于实验预期。这种差异的可能来源进行了讨论，特别是事实上，诊断是本地化的中平面-模拟预测的波动幅度最小的极向位置。尽管有一些差异，模拟和实验之间的几个连接，结合一般标准之间的潜在基座不稳定性的区别，强烈指向MTM作为所观察到的磁场波动的来源。
2022-10-04 physics.comp-ph physics.plasm-ph
