The fully kinetic Biermann battery and associated generation of pressure anisotropy
研究了具有背景密度和温度梯度的全动力学无碰撞系统的动力学演化。温度梯度导致温度各向异性的产生，沿梯度方向的温度变得比垂直于梯度方向的温度大，这导致系统由于压力各向异性驱动的不稳定性而变得不稳定，主要是由于电子韦伯。当密度梯度和温度梯度都存在并且彼此不平行时，我们得到了类似于比尔曼的线性磁场增长。伴随粒子在细胞数值模拟证实了我们的分析结果。
2017-07-19 physics.plasm-ph
Axisymmetric equilibria with pressure anisotropy and plasma flow
在这篇硕士论文中，我们研究了压力各向异性和任意方向的不可压缩流对磁约束轴对称环形等离子体平衡性质的影响。主要的新颖的贡献是推导出一个相关的广义梯度Shafranov方程。该方程包括六个自由表面函数和恢复已知的梯度Shafranov方程在文献中，以及通常的静态，各向同性的。广义方程的形式表明，压力各向异性和流量的平衡作用相加。此外，两套解析解，一个扩展的Solovev一个等离子体到达分界线和扩展的Hernegger-Maschke一个等离子体周围的一个固定的边界拥有一个X-点，构造，特别是在相关的ITER和NSTX托卡马克。此外，压力各向异性的影响，通过假设是均匀的磁表面上的各向异性函数，和等离子体流，通过Alfvenic马赫函数的变化，对这些平衡进行检查。事实证明，取决于各向异性函数的最大值和形状，各向异性可以表现为顺磁性或抗磁性。此外，在大多数情况下，考虑的各向异性和流量有更强的影响NSTX平衡比ITER的。我们推测这些效应可能对等离子体的稳定性和输运产生影响，并在托卡马克向改进约束机制的过渡中发挥作用。
2016-08-14 physics.plasm-ph
A Model of Energetic Ion Effects on Pressure Driven Tearing Modes in Tokamaks
能量被困离子的线性电阻磁流体动力学（MHD）不稳定性的影响进行了研究，在一个简化的模型，捕捉基本的物理驱动或阻尼的模式，通过磁剪切的变化。被捕获的能量离子的慢下来的分布与电阻MHD不稳定性的漂移动力学轨道相互作用被集成到一个标量贡献的扰动压力，并进入电阻MHD色散关系的渐近匹配形式主义。包括环形磁场线曲率，以在另外的圆柱形模型中对颗粒分布中的捕获进行建模。重点是一个配置，驱动不稳定的m/n = 2/1模式，通过增加压力，其中m是极向模式数和n的环形。粒子和压力可以影响芯区域中的模式，在芯区域中可以存在低的和反向的剪切，并且在谐振表面外部可以存在显著的正剪切。结果表明，高能离子在显著的正切变中运行时，对模式产生阻尼和稳定作用，增加了边缘稳定边界。然而，具有低剪切和反向剪切的内核区域贡献可能会导致模式不稳定。剪切对高能离子压力贡献的这种影响被认为是与文献相一致的。这些结果解释了在δf - MHD模拟中发现2/1模被高能离子阻尼和稳定，而在模拟中发现2/1模被驱动不稳定的现象。这也被发现是一致的2/1模式的稳定性显着改变与核心剪切的相关实验观察。
2017-03-02 physics.plasm-ph
Two-fluid tokamak equilibria with reversed magnetic shear and sheared flow
在双流体模型框架下，研究了反向磁剪切和剪切流作用下托卡马克平衡态的变化规律，这可能对内输运势垒的形成起作用。该研究是基于精确的自洽的解决方案，在圆柱形的几何形状，通过它的影响的磁剪切，s，和“环形”（轴向）和“极向”（方位角）离子速度分量上的径向电场，它的剪切和剪切的ExB速度检查。对于广泛的参数制度的实验关注的事实证明，贡献的环向和极向速度和压力梯度项的电场，其剪切和ExB速度剪切是相同的数量级。s通过压力梯度项对ExB速度切变的影响比通过速度项的影响大。结果表明，与MHD一样，磁场剪切和剪切的环向和极向速度在产生电场中起协同作用，因此ExB速度剪切剖面与ITB放电中观察到的一致，但由于压力梯度项的存在，s对电场、电场剪切和ExB速度剪切的影响比MHD中的强。
2005-05-14 physics.plasm-ph
General kinetic solution for the Biermann battery with an associated pressure anisotropy generation
具有任意密度和温度梯度的初始麦克斯韦分布的完全动力学分析计算展示了与比尔曼电池相关的温度各向异性和磁场增长的发展。通过对德拜长度与梯度尺度之比进行小阶展开来进行计算，预测了各向异性和磁场作为给定任意温度和密度分布的空间的函数。这些预测定性匹配的粒子在细胞模拟，其中的发展的韦伯不稳定性发生在相同的位置，并与预测的温度各向异性对齐的波数测得的值。
2017-07-20 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
Pressure tensor in the presence of velocity shear: stationary solutions and self-consistent equilibria
对实验室和空间等离子体在几乎无碰撞区域的观测和数值模拟揭示了各向异性和非旋向性粒子分布函数。我们调查如何在剪切流的存在下，这样的国家可以坚持。我们专注于我们的注意力在磁化等离子体的压力张量方程，并推导出分析的自洽等离子体平衡表现出一种新的不对称性相对于磁场方向。这些结果是相关的调查，保留完整的压力张量动力学，等离子体配置的背景剪切流存在的流体模型内。
2014-10-30 physics.plasm-ph physics.space-ph
Laboratory evidence of electron pressure anisotropy driving plasmoid mediated magnetic reconnection
Light Stream Labs LLC（Light Stream Labs 有限责任公司）；LULI - CNRS, CEA, UPMC Univ Paris 06 : Sorbonne Université, Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（LULI - 法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会，巴黎第六大学：索邦大学，综合理工学院，巴黎理工学院）；INRS-EMT；University of Bordeaux, Centre Lasers Intenses et Applications, CNRS, CEA, UMR 5107（波尔多大学，高强度激光中心，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会）；Central Laser Facility, Rutherford Appleton Laboratory（中央激光设施，卢瑟福·阿普尔顿实验室）；Technion Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；CELIA, Université de Bordeaux–CNRS–CEA, UMR 5107（CELIA，波尔多大学-法国国家科学研究中心-法国原子能和替代能源委员会）；Sorbonne Université, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, LUX（索邦大学，巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心）
研究通过3D混合模拟与激光驱动实验，发现电子压力各向异性是撕裂不稳定性增长的关键驱动因素，为实验室和天体等离子体磁重联动态评估奠定基础。
2026-04-16 physics.plasm-ph
Pressure-anisotropy-driven microturbulence and magnetic-field evolution in shearing, collisionless plasma
研究了高β无碰撞等离子体的非线性状态，当施加线性剪切放大或减小均匀磁场时，驱动压力各向异性，从而导致水龙带/镜不稳定性。所产生的微尺度湍流的演变被认为是剪切关闭或逆转后，一个剪切时间（模仿本地行为的宏观流），所以一个新的宏观配置叠加在微尺度状态留下的前一个。存在等离子体β的阈值：当$β\llΩ/S$（离子回旋频率/剪切速率）时，与剪切时间相比，由剪切驱动的不稳定的消防管/镜波动的出现以及当剪切被移除/反转时它们的消失是准瞬时的，即，这些波动的衰减时间是$\simβ/Ω\ll 1/S$（该结果是由波动的自由衰减得到的，该波动的自由衰减受到与其增长相同的边缘稳定性阈值的约束）。相反，当$β\gtrsimΩ/S$（"超高" β）时，旧的微尺度状态只能在剪切时间尺度上被去除。在这种制度下，驱动消防水龙带波动增长长期订单单位振幅，补偿平均场的衰减，因此钉扎压力各向异性在边缘稳定性没有明显的粒子散射-这是不像发生在中度$β$。当剪切反向时，这种消防水龙带湍流的剪切补偿了平均场的增加，从而防止了压力各向异性的增长，阻止了系统的镜像不稳定。因此，在超高β下，系统保持接近消防阀值，镜像不稳定性在很大程度上被抑制，而平均磁能几乎没有变化。等离子发电机的影响，从而宇宙磁性的起源进行了讨论。
2015-12-26 astro-ph.CO astro-ph.HE nlin.CD
Cosmic-Ray Convection-Diffusion Anisotropy
在非均匀对流条件下，由于流体惯性力和剪切力的作用，扩散粒子的分布呈现偶极和四极各向异性。这些对流相关的各向异性，不同的康普顿-Getting效应，通常与宇宙射线（CR）的能量增加，因此是CR各向异性的候选贡献者。考虑到惯性效应，可以利用CR观测数据将赤道面内局部星际介质的平均加速度上限设定为100 $ μ\text{m}/\text{s}^2 $量级。使用奥尔特常数，四极各向异性超过200 TeV可以模拟剪切效应所产生的银河系的差异旋转。
2022-09-23 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Impact of pressure anisotropy on the cascade rate of Hall-MHD turbulence with biadiabatic ions
本文利用精确定律通过三维直接数值模拟评估了离子压力各向异性对双绝热离子 Hall-MHD 湍流级联率的影响，发现其可增强或降低级联率，并提出一种基于傅里叶的数值计算方法。
2024-10-25 nlin.CD physics.plasm-ph
Pressure-anisotropy-induced nonlinearities in the kinetic magnetorotational instability
在无碰撞和弱碰撞的等离子体中，例如在致密物体上的热吸积流中，磁旋转不稳定性（MRI）可能与标准（碰撞）MRI显着不同。特别是，相对于局部磁场方向的压力各向异性可以改变线性MRI色散关系，并导致模式结构和增长率的非线性修改，即使当场和流扰动很小。这项工作研究这些压力各向异性引起的非线性弱非线性，高离子β政权，MRI饱和到强湍流之前。我们的目标是更好地了解如何在低碰撞性等离子体的MRI的饱和度可能不同于在碰撞制度。我们专注于两个关键的影响：（i）的直接影响的自感压力各向异性的非线性的MRI模式的演变，和（ii）的影响压力各向异性的“寄生不稳定性”被怀疑导致模式打破成湍流。我们的主要结论是：（i）镜不稳定性以这样一种方式调节压力各向异性，即一旦模式振幅变得大于背景场（就像在MHD中一样），无碰撞等离子体中的线性MRI是近似非线性解。这意味着无碰撞和碰撞MRI之间的差异在大幅度时变得不重要。(ii)大振幅MRI模式通过寄生不稳定性分解成湍流在无碰撞和碰撞等离子体中是相似的。总之，这些结论表明，在无碰撞等离子体中的磁旋转湍流的路线可能是类似的碰撞等离子体中，最近的动力学模拟所建议的。作为对这些发现的补充，我们为未来磁旋转湍流动力学模拟的设计提供了指导。
2017-11-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
The Role of Pressure Anisotropy in Cosmic Ray Hydrodynamics
宇宙线在银河系和其他星系中的传播主要是扩散的，平均自由程主要由波长为宇宙线回旋半径的磁流体波的俯仰角散射决定。在宇宙射线自约束理论中，波是由宇宙射线自身驱动的不稳定性产生的。主要的不稳定性是由于宇宙射线的整体运动或流，平行于背景磁场B，并将宇宙射线动量和能量转移到热气体以及限制宇宙射线。经典的论点和最近的数值模拟表明，自约束由于流不稳定性打破，除非宇宙射线的压力和热气体密度梯度平行于B对齐，这是不太可能总是满足的条件。我们研究了另一种机制，宇宙射线自约束和加热的热气体的压力各向异性不稳定性的基础上。虽然压力各向异性在全球尺度上作为自约束和加热机制的效果明显低于流不稳定性，但它在中尺度上可能很重要，特别是在宇宙射线注入点附近。
2019-10-07 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Pressure anisotropy and viscous heating in weakly collisional plasma turbulence
本文利用基于漂移动理学的简化流体模型研究弱碰撞阿尔芬湍流中的压强各向异性效应，发现黏性加热耗散四分之一到二分之一的级联功率且对等离子体β和离子-电子温度比不敏感，并提出“磁不可变性”机制将黏性加热限制在强迫尺度附近，结果与混合动理学模拟吻合良好。
2023-07-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Firehose and Mirror Instabilities in a Collisionless Shearing Plasma
采用混合动力学方法对无碰撞等离子体中的水龙带不稳定性和镜像不稳定性进行了数值模拟，其中压力各向异性是由持续线性剪切$S$改变磁场而驱动的。对于一个减少的字段，它被发现，主要是斜消防水龙带波动增长在离子拉莫尔尺度和饱和的能量$\sim$ $S^{1/2}$，压力各向异性钉扎在稳定性阈值的粒子散射的微尺度波动。相比之下，非线性镜波动较大的离子拉莫尔规模和增长世俗的时间;边际是由越来越多的人口共振粒子被困在磁镜。在一个剪切时间后，形成饱和的有序统一磁镜，并且粒子从它们的尖锐边缘散射。这两种不稳定性驱动亚离子拉莫尔尺度波动，这似乎是动力学阿尔文波湍流。我们的研究结果影响了天体物理和空间等离子体中的动量和热量传输理论，其中磁场的剪切拉伸是一个通用的过程。
2014-05-02 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
