A hybrid full-wave Markov chain approach to calculating radio-frequency wave scattering from Scrape-off Layer filaments
射频（RF）波与边缘湍流的相互作用改变了入射波谱，对托卡马克中的RF加热和电流驱动产生重要影响。以前的LH散射模型要么使用弱湍流近似，或处理更现实的，在光线跟踪限制的附加湍流。在这项工作中，引入了一个新的模型，保留了全波效应的射频散射在湍流。首先，米氏散射技术模拟入射波与单个高斯灯丝的相互作用。接下来，一个有效的微分散射宽度推导出的统计合奏的细丝。最后，马尔可夫链求解板几何中的透射波谱。该模型适用于电流驱动的左发动。由此产生的波谱在波数角空间中不对称加宽。在以前的LH散射模型中没有考虑这种不对称性。修改后的波谱耦合到射线追踪/福克-普朗克求解器（GENRAY/CQL 3D），以研究其对电流驱动的影响。所得的电流分布被极大地改变，并且轴上电流显著增加，离轴峰值减小。这归因于修改后的波谱的一部分，其在第一次通过期间强烈地在轴上阻尼。
2021-08-16 physics.plasm-ph
Stochastic modelling of blob-like plasma filaments in the scrape-off layer: Continuous velocity distributions
本文分析了一个具有随机振幅、尺寸和速度分布的非相关脉冲叠加的随机模型，揭示了脉冲的广泛分布与相关性对刮削层径向分布和涨落特性的影响，并强调了大幅涨落在等离子体-壁相互作用中的重要作用。
2024-01-10 physics.plasm-ph
Interpretation of scrape-off layer profile evolution and first-wall ion flux statistics on JET using a stochastic framework based on filamentary motion
本文提出了一种新的建模技术的基础上间歇性运输，由于灯丝运动，解释实验剖面和波动数据的刮削层（SOL）的射流在发病和演变的密度剖面肩。建立一个基线的情况下，肩形成之前，和随机模型被证明是能够同时匹配的时间平均的配置文件的测量，以及PDF形状和自相关函数的离子饱和电流的时间序列在外壁。随机模型的各个方面，然后变化的目的是产生与实验一致的统计测量的轮廓肩。这是通过在模型内作用于细丝的密度汇中的强烈局部减少来实现的。所需的密度汇的减少发生在一个高度局部化的区域，密度汇的时间尺度增加了25倍。发现仅这一点不足以模拟肩部区域随着密度增加而膨胀和变平，这需要随机模型内的额外变化。发现了一个例子，该例子既包括密度下沉的减少，又包括细丝加速，并且随着肩部膨胀，该例子与实验数据一致匹配，但不能保证该解的唯一性。在随机模型的上下文中，这意味着密度汇的局部减少可以触发肩部的形成，但需要额外的物理来解释随后的演变的配置文件。
2017-06-05 physics.plasm-ph
Stochastic modelling of blob-like plasma filaments in the scrape-off layer: Theoretical foundation
本文提出一种随机模型，通过不相关脉冲的叠加及其随机分布参数，解释磁约束等离子体边界区域的高密度、平坦轮廓和间歇性涨落现象，并揭示其与团状结构的统计关联。
2023-03-31 physics.plasm-ph
Scrape-off layer turbulence in TCV: evidence in support of stochastic modelling
间歇性波动的TCV刮落层已被调查，通过分析长朗缪尔探针数据的时间序列在固定的条件下，允许计算波动统计具有高精度。离子饱和电流信号主要是由频繁发生的大振幅的突发归因于细丝结构移动通过刮除层。平均突发波形可以用双指数波形来描述，而突发的等待时间和峰值幅度都具有指数分布。与离子饱和电流中的突发相关联的是偶极子形状的浮动电势结构和径向向外定向的电漂移速度和粒子通量，平均峰值随着饱和电流突发幅度而增加。浮动电位波动具有正态概率密度函数，而离子饱和电流和估计径向速度的分布对于大的波动具有指数尾。这些研究结果进行了讨论，根据现行的灯丝运动理论和间歇刮层等离子体波动的随机模型。
2015-12-11 physics.plasm-ph
3D Simulations of Plasma Filaments in the Scrape Off Layer: A Comparison with Models of Reduced Dimensionality
本文介绍了模拟孤立的3D细丝在平板几何形状获得使用3D简化流体代码。首先，进行系统扫描以研究细丝的动态如何受到其振幅、垂直尺寸和平行程度的影响。垂直大小的灯丝被发现有很强的影响，其运动，因为它确定了平行电流的相对重要性，极化和粘性电流，而漂移波不稳定性观察到，如果初始振幅的斑点是足够的增加。接下来，3D模拟进行了比较，2D模拟使用不同的平行封闭，即鞘耗散封闭，忽略平行梯度，涡度平流封闭，忽略平行电流的影响。涡度平流封闭被发现不能复制的3D垂直动力学和高估的初始径向加速度的所有长丝研究。相比之下，与鞘管耗散闭合相比，获得了更令人满意的结果，即使在存在显著平行梯度的情况下，闭合也不再有效。具体而言，它捕捉到了在3D模拟中观察到的具有不同垂直尺寸的细丝的对比动力学，涡度平流闭合未能复制。然而，这两个封闭成功地复制了玻尔兹曼旋转效应和相关的极向漂移的斑点，在3D模拟中观察到的。虽然鞘耗散关闭的结论是更成功地复制的3D动态，它强调的涡关闭可能仍然是相关的情况下，平行电流被禁止关闭通过鞘由于影响，如增加电阻率附近的目标。
2014-10-08 physics.plasm-ph
Stochastic modeling of blob-like plasma filaments in the scrape-off layer: Time-dependent velocities and pulse stagnation
本文建立刮削层等离子体团块脉冲的随机模型，引入振幅相关的时变速度与线性阻尼，揭示脉冲停滞对径向剖面、涨落及等离子体-表面相互作用的影响。
2024-12-06 physics.plasm-ph
An experimental investigation on the high density transition of the Scrape-off Layer transport in ASDEX Upgrade
一个多诊断的方法，利用朗缪尔探针在中平面，X点和偏滤器壁，以及锂束和红外测量评估的ASDEX升级的刮除层（SOL）的演变在L-模式密度过渡导致形成的密度肩。SOL密度分布的平坦化与细丝的状态变化有关，细丝变得更快和更大，并且与$q_{\parallel}$分布的类似平坦化有关。这一转变与偏滤器外分离的开始有关，并导致SOL中速度剪切层的出现。实验测量是在良好的协议与几个灯丝模型描述的过程作为一个过渡从传导到对流为主的SOL垂直运输所造成的平行碰撞性的增加。这些结果可能具有很大的相关性，因为ITER和DEMO都将在很大程度上超过过渡值的分离偏滤器和密度，因此可能会表现出与当今设备中通常观察到的不同的对流传输水平。
2014-07-14 physics.plasm-ph
Strongly intermittent far scrape-off layer fluctuations in Alcator C-Mod plasmas close to the empirical discharge density limit
本文基于随机脉冲模型研究 Alcator C-Mod 刮削层涨落，发现接近密度极限时脉冲幅度和等待时间显著增大，远刮削层粒子和热通量增强，为预测丝状输运效应提供框架。
2023-08-08 physics.plasm-ph
Gas puff imaging of plasma turbulence in the magnetic island scrape-off layer of W7-X
本文利用气体 puff 成像诊断研究 W7-X 仿星器磁岛刮削层湍流，发现流动以极向为主、径向较弱，表明 ExB 对流主导且丝状输运受抑制，并揭示连接长度与剪切流结构的关联。
2025-03-28 physics.plasm-ph
Isotope effect on filament dynamics in fusion edge plasmas
丝状体传播的离子质量的影响，在刮除层的环形磁化等离子体的各种融合相关的多数物种，如氢同位素和氦，分析的基础上的计算等温gyrofluid模型的等离子体边缘。与轻同位素等离子体相比，重氢同位素等离子体显示出较慢的向外细丝传播，从而改善了限制特性，而不管碰撞机制如何。同样地，在完全电离的氦中，灯丝的移动速度也比在氘中慢。通过极化，有限的拉莫尔半径，和平行动力学的灯丝惯性上的不同质量的影响被确定。
2017-01-26 physics.plasm-ph
Numerical turbulence simulations of intermittent fluctuations in the scrape-off layer of magnetized plasmas
通过简化流体模型的数值湍流模拟，研究了磁约束等离子体边界的间歇性起伏，该模型描述了等离子体密度和电漂移涡在垂直于磁场的二维平面内的演化.两种不同的情况下被认为是，一个描述电阻漂移波的边缘区域和另一个只包括由于不利的磁场曲率的交换不稳定性在刮除层。通过单点记录获得的长数据时间序列的分析进行比较，描述的等离子体波动作为一个叠加的不相关的脉冲的随机模型的预测。对于这两种情况下的调查，径向颗粒密度分布在刮落层是指数与径向恒定的尺度长度。在远刮除层中的粒子密度波动的概率密度函数具有指数尾。斑点状结构的径向运动导致大振幅的爆发，峰值振幅和它们之间的等待时间呈指数分布。平均爆发形状是很好地描述了一个双边指数函数。粒子密度的频率功率谱密度仅仅是平均爆发形状的频率功率谱密度，并且对于刮除层中的所有径向位置是相同的。从数值模拟中得到的涨落统计与最近的磁约束等离子体的实验测量结果非常一致。统计框架定义了一个新的边界湍流模拟验证度量。
2021-02-15 physics.plasm-ph
Characterization of edge and scrape-off layer fluctuations using the fast Li-BES system on COMPASS
最近，COMPASS上的锂束发射光谱（Li-BES）系统在任何类型的等离子体场景中的常规自动操作方面已经达到了其全部诊断能力，并且通常用作COMPASS等离子体边缘区域超快密度轮廓重建的标准工具。本研究的目的是探讨COMPASS Li-BES系统在表征等离子体电子密度起伏方面的优势和局限性。我们展示了等离子体束相互作用的原子物理学如何影响在不同径向位置和不同电子密度分布的测量的解释。我们还证明了广义序贯概率比测试的自动事件检测的可用性。使用非微扰诊断，我们验证了刮落层细丝和伴随的孔（密度赤字）的随机加西亚模型的有效性。
2019-02-01 physics.plasm-ph
Intermittent fluctuations in the Alcator C-Mod scrape-off layer for ohmic and high confinement mode plasmas
利用喷气成像数据分析了Alcator C-Mod托卡马克在欧姆模和高约束模下刮除层中的等离子体涨落。在所有的情况下调查，从一个单一的空间分辨视图到喷气的排放的时间序列占主导地位的大幅度的爆发，由于斑点状的细丝结构径向向外移动和poloidally。欧姆等离子体和边缘局域模自由和增强的D-α高约束模等离子体中的涨落统计具有显著的相似性。连续平均波形具有双侧指数形状，具有可比的时间尺度和不对称性，而突发幅度和它们之间的等待时间呈指数分布。所有这些约束模式的概率密度函数和频率功率谱密度是自相似的。这些结果是强有力的证据，支持一个随机模型描述的等离子体波动的刮削层作为一个叠加的不相关的指数脉冲。该模型的预测是在欧姆和高约束模式等离子体的实验测量非常一致。因此，随机模型提供了一个有价值的工具，预测波动诱导的磁约束聚变等离子体中的等离子体壁的相互作用。
2018-01-02 physics.plasm-ph
Blob velocities and sizes in the Alcator C-Mod scrape-off layer for ohmic and high confinement mode plasmas
本研究通过改进的时间延迟估计方法，测量了Alcator C-Mod刮削层中欧姆及高约束模式等离子体的团块速度与尺寸，发现所有模式下团块以400-1000 m/s径向运动，且高约束模式与欧姆模式相似。
2025-01-24 physics.plasm-ph
Universality of Poisson-driven plasma fluctuations in the Alcator C-Mod scrape-off layer
在下一代高占空比聚变功率实验中，磁约束等离子体边界区域普遍存在大幅度的间歇性波动，并导致有害的等离子体-壁相互作用。利用Alcator C-Mod装置中刮除层的喷气成像数据时间序列，证明了大幅度波动可以描述为具有固定形状和恒定持续时间的脉冲的叠加。通过对具有双边指数脉冲函数的数据时间序列应用一种新的反卷积算法，可以估计脉冲的到达时间和幅度，并且可以高精度地重建测量时间序列。脉冲幅度被示出为遵循指数分布。脉冲之间的等待时间是不相关的，它们的分布具有指数尾，到达的数量是时间的线性函数。这表明，脉冲到达遵循齐次泊松过程。相同的统计特性适用于欧姆和高约束模式等离子体，清楚地表明在边界区域的Alcator C-Mod的波动统计的普遍性。
2018-10-05 physics.plasm-ph
Dynamics of rapidly spinning blob-filaments: fluid theory with a parallel kinetic extension
本文发展快速旋转团块丝流体理论，将自旋作为主导效应并纳入离子惯性、带状流作用及平行电子动力学，解释其低速径向传播并给出运动渐近表达式。
2023-07-15 physics.plasm-ph
Modelling of turbulent impurity transport in fusion edge plasmas using measured and calculated ionization cross sections
本文用三维电磁陀螺流体计算方法模拟了托卡马克聚变等离子体边缘和刮除层中痕量杂质的湍流输运，包括等离子体轮廓梯度的演化。杂质离子的源函数是从预先确定的测量和计算的电子碰撞电离截面数据动态计算的。模拟描述了产生和进一步被动湍流E-交叉-B平流的杂质的间歇性波动和相干的对流结构（斑点）的刮除层。
2014-08-21 physics.plasm-ph
Theory-based scaling laws of near and far scrape-off layer widths in single-null L-mode discharges
采用双流体模型，解析推导了L模偏转托卡马克放电近、远刮离层宽度的理论标度律。近SOL的压力和密度衰减长度是通过利用电源之间的平衡，垂直的湍流运输通过分界线，并在血管壁的平行损失，而远SOL的压力和密度衰减长度是通过使用由细丝介导的间歇性运输模型推导出来的。在近SOL的压力衰减长度的分析估计，然后比较的结果的三维，通量驱动，全球，双流体湍流模拟的L-模式转向托卡马克等离子体，并验证对实验测量偏滤器热通量分布的实验多机数据库，在这两种情况下显示出非常好的协议。类似地，在远SOL的压力衰减长度的理论标度律进行比较，模拟结果和TCV L模式放电的实验测量，指出需要一个大型的多机数据库的远SOL衰减长度。
2021-04-19 physics.plasm-ph
Probability distribution functions for intermittent scrape-off layer plasma fluctuations
本文基于泊松过程到达的非关联脉冲的叠加，建立了磁约束等离子体刮削层中间歇涨落的随机模型。在该模型的最常见的应用中，假设脉冲幅度呈指数分布，由实验测量数据中的大幅度波动的条件平均值支持。这一基本假设有两个潜在的局限性。首先，使用条件平均的测量数据的统计分析仅揭示了振幅分布的尾部呈指数分布。其次，指数分布的振幅导致不能捕获例如电势和径向速度的波动的正定信号。假设脉冲幅度不是正定的，常常使找到概率密度函数的闭合形式变得困难，即使特征函数保持相对简单。因此，估计模型参数需要基于特征函数的方法，而不是概率密度函数。在这方面的贡献，改变幅度分布的影响的时刻，概率密度函数和特征函数的过程中，提出了一种参数估计方法，使用的经验分布函数，并测试合成生成的数据。这对于描述磁化等离子体边界区域的间歇性波动很有价值。
2018-05-03 physics.plasm-ph
Fluctuation characteristics of the TCV snowflake divertor measured with high speed visible imaging
切向观察快速相机镜头的低场侧雪花减去偏滤器在TCV分析了跨四点扫描，其中两个X点的接近度是系统地变化。在后处理的影片中观察到的结构的运动示出了相机帧的两个不同区域，其表现出不同的图案。在整个扫描过程中，外部刮除层中的一种类型的运动保持存在，而在两个空值之间的内部刮除层中明显的另一种类型的运动随着X点朝向彼此收缩而变得越来越显著。在这两个地区的波动的空间结构示出符合平衡磁场。当X点间隙宽时，在X点之间的区域中测量的波动显示出与在零区域上方观察到的波动类似的结构，对于磁场的多个环形匝保持相干，并且指示上游区域和下游区域之间的波动的物理连接。当X点间隙很小时，零值之间的内刮削层中的波动与上游的波动去相关，这表明局部产生了非线性结构。在零间区域中的细丝的运动不同，当X点间隙大时，细丝显示出沿磁通量表面的主导极向运动，相比之下，当间隙小时，细丝在磁通量表面上的主导径向运动。这证明了当零值之间的间隙小时，TCV低场侧雪花负的零值之间的跨场传输的增强。
2018-09-10 physics.plasm-ph
Stochastic modelling of intermittent scrape-off layer plasma fluctuations
在磁化等离子体的刮削层的波动的单点测量通常被发现是由大振幅的突发，这是与径向运动的斑点状结构为主。这些波动的随机模型，与等离子体密度给出了一个随机序列的突发与一个固定的波形。在非常一般的条件下，该模型预测等离子体波动的偏度和峰度矩之间的抛物线关系。在指数分布的突发幅度和等待时间的情况下，波动幅度的概率密度函数被示出为伽马分布，由平均突发幅度给出的尺度参数和由突发持续时间和等待时间的比率给出的形状参数。
2012-05-25 physics.plasm-ph
Scaling of the scrape-off layer width during inter-ELM H modes on MAST as measured by infrared thermography
偏滤器表面的功率负载是未来ITER等设备的关键问题，因为材料表面的热限制。表征偏滤器的热通量的一个因素是刮除层（SOL）中的脱落长度，最近的经验缩放显示可以小到1毫米。这些预测是基于多个-使用偏滤器热通量剖面的表达式拟合的热通量宽度的机器定标，该表达式包括SOL中的指数衰减项和关于最后闭合通量的扩散项在私有通量区域中的LCFS表面。
2014-06-11 physics.plasm-ph
Fluid simulations of plasma filaments in stellarator geometries with BSTING
在这里，我们提出了第一个结果模拟等离子体细丝在非轴对称的几何形状，使用流体湍流扩展的\boutxx ~框架。这是可能的实施的通量坐标独立计划的平行衍生物，扩展的度量张量组件，使他们能够在三维空间中变化，并发展网格生成。已经进行了测试，以确认扩展到三维度量张量不损害相关的数值运算的准确性和稳定性。最近的变化，FCI网格生成器在\boutxx，包括曲线网格系统，允许潜在的更有效的计算，也提出了。在非轴对称几何形状的种子等离子体细丝的初步模拟报告。我们的特点细丝传播在封闭的场线区域的低场周期，旋转椭圆平衡惯性限制通过检查与细丝传播的速度缩放和电流。最后，它示出，在一个非轴对称的旋转椭圆平衡的细丝传播在一个环形不均匀的方式，它是确定的，长连接长度的刮削层使平行梯度建立，这对解释实验数据的后果。
2018-08-27 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
Fluctuation statistics in the scrape-off layer of Alcator C-Mod
利用位于Alcator C-Mod偏滤器下挡板和中板外刮除层的Langmuir探针，研究了L模式欧姆加热等离子体放电的离子饱和电流和悬浮电位的长时间序列，线平均等离子体密度n_e/n_G = 0.15 ~ 0.42，其中n_G为格林沃尔德密度。所有的离子饱和电流的时间序列，在远刮离层采样的特征在于大幅度的突发事件。时间序列的偏度系数和过峰度系数服从二次关系，经过适当的归一化处理，它们的直方图部分重合。的离子饱和电流时间序列的直方图被发现同意以及与预测的随机模型的粒子密度波动的刮削层等离子体。连续的大幅度突发事件之间的等待时间的分布和突发幅度的近似描述的指数分布。平均等待时间和爆发幅度被发现与线平均等离子体密度的变化很弱。有条件的平均表明，径向斑点速度，估计从浮动电位测量，增加与规范化的突发振幅在舷外中平面刮落层。对于低密度放电，与偏滤器探头处的大幅度脉冲群相关的浮动电位的有条件平均波形具有偶极形状。在分离偏滤器条件下，平均波形是随机的，表明在偏滤器目标处，斑点与鞘层的电断开。
2016-02-17 physics.plasm-ph
Convergence of statistical moments of particle density time series in scrape-off layer plasmas
磁约束等离子体的刮削层中的粒子密度波动，如通过喷气成像或朗缪尔探针测量的，被建模为随机过程的实现，其中具有固定形状的脉冲的叠加，等待时间和幅度的指数分布代表斑点状结构的径向运动。与解析公式的过程中，我们得到的样本均值和样本方差的估计作为样本长度，采样频率和随机过程的参数的函数的均方误差的表达式。利用一个特别相关的散粒噪声过程的概率分布函数由伽玛分布给出，我们导出了样本偏度和峰度的估计量，以及这些估计量的均方误差的表达式。数值生成的合成时间序列被用来验证所提出的估计，样本长度依赖的均方误差，和他们的性能。我们发现，基于伽玛分布的样本偏度和峰度的估计比基于矩方法的常见估计更精确和更准确。
2015-01-06 physics.plasm-ph
Numerical investigation of isolated filament motion in a realistic tokamak geometry
本文介绍了一个模拟几何结构中的孤立灯丝动力学的数值研究，该模拟几何结构代表了Mega托卡马克球形托卡马克（MAST）的刮除层（SOL），以前在[N.R.Walkden et.al，Plasma Phys.Control. Fusion，55（2013）105005]。本文重点研究了在外侧中平面的灯丝截面的演化，并研究了灯丝截面的质心速度与灯丝宽度和电子温度的标度。通过解耦的涡度方程成偶数和奇数奇偶分量的中心的灯丝在双正常方向平行的密度梯度驱动大的速度在双正常（近似极向）的方向，其比例与电子温度呈线性关系。在这方面，增加电子温度会导致灯丝动力学偏离2D行为。尽管3D效果的强烈影响的径向运动的细丝被示出为相对较好地预测的2D缩放。径向速度被发现与电子温度和横截面宽度成正比，表明惯性限制的性质。与两区模型[J.R. Myra et.al，Phys.Plasmas，13（2006）112502]在使用校正的并联连接长度时由于忽略了在灯丝的偏滤器区域中驱动的抗磁电流而实现了合理的一致性。由于灯丝的运动的粒子的运输的分析表明，背景温度有一个弱的径向粒子通量的整体效果，而灯丝的宽度有很强的效果。
2015-08-17 physics.plasm-ph
X-point and divertor filament dynamics from Gas Puff Imaging on TCV
一个新的气体喷流成像（GPI）诊断已安装在TCV托卡马克，提供二维的见解刮去层（SOL）的湍流动力学以上，在和以下的磁性X点。在L-模式，附加的，较低的单空放电的详细研究表明，统计特性有很小的极向变化，而巨大的差异存在于2D行为的间歇性灯丝。在偏滤器远SOL的X点上方，强细长的细丝在形状和动力学上与外侧中平面细丝的场线追踪表现出良好的一致性，突出了它们的连接。在偏滤器外腿的近SOL中，观察到短寿命、高频率和更圆（直径$\sim$ 15声Larmour半径）的细丝。这些偏滤器定位的细丝出现在最大密度的位置处径向出生，并显示出径向向外的运动，速度为$\approx$ 400 m/s，与上游连接的细丝的径向速度相当。相反，在这些放电中（$B\times\nabla B$指向偏滤器之外），这些偏滤器细丝的极向速度与上游连接的细丝的极向速度有很大不同。偏滤器局部灯丝径向运输和轮廓加宽的重要性进行了探讨，使用灯丝统计和原位动力学剖面测量沿偏滤器腿。这提供了证据表明，这些细丝有助于显着的偏滤器中的电子密度分布加宽。
2022-03-21 physics.plasm-ph
Comparison between mirror Langmuir probe and gas puff imaging measurements of intermittent fluctuations in the Alcator C-Mod scrape-off layer
研究了Alcator C-Mod托卡马克中欧姆加热等离子体中刮削层（SOL）等离子体涨落的统计特性。对于第一次，等离子体波动以及描述波动的参数进行了比较，从一个镜子朗缪尔探针（MLP）和从喷气成像（GPI），采样相同的等离子体放电测量。这种比较是补充线发射时间序列数据的分析，从MLP电子密度和温度测量合成。MLP和GPI观察到的波动通常显示出单位阶的相对波动幅度以及正倾斜和平坦的概率密度函数。这样的数据时间序列很好地描述了一个既定的随机框架，该框架将数据建模为不相关的双边指数脉冲的叠加。该过程最重要的参数是半导体的半导体特性参数，γ = τd / τw，其中τd表示单个脉冲的持续时间，τw给出连续脉冲之间的平均等待时间。在这里，我们表明，使用一种新的反卷积方法，这些参数可以一致地估计从不同的统计数据。我们还表明，由MLP和GPI诊断采样的数据的统计特性非常相似。最后，GPI信号的合成线发射时间序列的比较表明，测得的发射强度不能仅仅由一个简化的模型，忽略中性粒子动力学解释。
2020-05-05 physics.plasm-ph
A coherent structure transport model for scrape-off layer turbulence
Renewable and Sustainable Energy Institute, University of Colorado（科罗拉多大学可再生与可持续能源研究所）；Lodestar Research Corporation（洛德斯特研究公司）；Center for Integrated Plasma Studies, University of Colorado（科罗拉多大学综合等离子体研究中心）；General Atomics（通用原子能公司）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
利用GEMX模拟和SOLPS-ITER背景电场，结合相干结构输运(CST)模型研究偏滤器热流宽度，得到λ_q的1/B_p标度，并发现由团块湍流引起的次级热流峰。
2026-06-25 physics.plasm-ph
Inferring the scrape-off layer heat flux width in a divertor with a low degree of axisymmetry
针对下一代托卡马克等离子体面对组件高热负荷问题，研究利用ST40的红外热成像系统与3D几何工具链，推断低轴对称度偏滤器的刮削层热通量宽度，发现单/双指数分布及环向热通量衰减的部分遮蔽效应，拓展了球形托卡马克SOL宽度的测量范围。
2024-06-24 physics.plasm-ph
The Influence of Filaments in the Private Flux Region on Divertor Particle and Power Deposition
利用快速分幅相机记录下偏滤器下部体积的可见光发射，以及朗缪尔探针和红外热成像仪监测偏滤器面向等离子体表面的粒子和功率通量，研究了MAST托卡马克等离子体私有通量区中粒子通过间歇性连续结构的输运。可见光摄像机的数据表明，在偏滤器体积中，X点以上的光发射波动在刮除层（SOL）中最强。相反，在低于X点的区域中，发现这些波动在偏滤器内腿的私人通量区（PFR）中最强。对相机数据中这些细丝外观的详细分析表明，它们近似圆形，直径约1- 2厘米。最可能的环形模数在2和3之间。这些细丝将等离子体更深地喷射到私人通量区，有时是通过产生次级细丝，以0.5- 1.0 km/s的速度移动。在内部偏滤器目标的探针测量表明，在内部目标的粒子通量的波动是最强的私人通量区域，这些波动的幅度和分布是不敏感的核心等离子体的电子密度，辅助加热和是否等离子体是单零或双零。结果表明，随着等离子体电流的增加，PFR中时均粒子通量的e折叠宽度减小，但其波动幅度基本不变。在偏滤器外靶处，SOL中粒子和功率通量的波动最强。
2015-03-12 physics.ins-det physics.plasm-ph
Preferential acceleration of positrons by a filamentation instability between an electron-proton beam and a pair plasma beam
用粒子模拟方法模拟了环境中电子-质子等离子体中电子和正电子的无碰撞喷流，发现正电子加速是以电子动能为代价的。喷流内的主要不稳定性是电子、质子和正电子之间的成丝不稳定性。在这项工作中，我们表明，一个平行不稳定性，一个最初未磁化的环境中的电子-质子等离子体之间的休息和一束对等离子体，通过它在非相对论速度移动，确实导致优先正电子加速。丝状体主要由与其电流矢量方向相同的粒子填充。正电子丝被电磁场与束电子丝分开。一些粒子可以穿过场边界进入另一种粒子的细丝。正电子丝可以通过收集周围等离子体的电子来中和它们的净电荷，而质子不能轻易地跟随束电子丝。正电子丝因此可以被压缩到比束电子丝更高的密度和温度。在不稳定性的指数增长阶段结束后发生的细丝合并导致束电子细丝的膨胀，这放大了它们产生的磁场并在该细丝中感应出电场。射束电子将其动能的相当大部分损失到电场。束流电子丝中的某些正电子被感应电场加速到几乎是其初始速度的两倍。模拟结果表明，在正电子丝中感应出较弱的电场，粒子在该丝中的速度几乎不变。
2020-11-01 physics.plasm-ph
Burst statistics in Alcator C-Mod SOL turbulence
使用喷气成像数据分析了Alcator C-Mod刮除层（SOL）中的突发波动。这揭示了许多相同的波动特性，朗缪尔探针测量，包括正常分布的波动在近SOL区域，而远SOL等离子体主要是由大幅度的突发由于径向运动的斑点状结构。条件平均揭示了具有快速上升和缓慢衰减以及指数分布等待时间的突发波形。在此基础上，建立了一个爆炸动力学的随机模型。该模型预测波动幅度应遵循伽马分布。这被证明是一个很好的描述的喷气成像数据，验证这方面的模型。
2012-05-31 physics.plasm-ph
Statistical analysis and modeling of intermittent transport events in the tokamak SOL
在托卡马克的刮除层中观察到的湍流的特征通常是具有突发性质的间歇性事件，这一特征引起了对设备物理边界上的热负荷预测的关注。因此，似乎有必要深入研究湍流物理场（如密度、静电势和温度）的统计特性，重点是概率分布函数尾部的数学表达式。这里所遵循的方法是从源自Braginskii型流体模拟的等离子体密度的时间轨迹生成统计信息，并根据第一原理理论模型对此进行检查。数值模拟分析表明，间歇过程的概率分布函数包含强指数尾，正如解析理论所预测的那样。
2014-12-17 physics.plasm-ph
Langmuir probe and infrared thermography measurements of wide and narrow heat flux profiles in the ST40 tokamak
Tokamak Energy Ltd（托卡马克能源有限公司）；LINKS Foundation（LINKS基金会）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
研究ST40托卡马克中热通量分布，通过比较朗缪尔探针与红外热成像测量结果，发现近SOL热通量与电子电流有关，将电子电流贡献纳入热通量传输系数很关键，ST40升级后可对SOL功率衰减长度做更多研究。
2026-07-24 physics.plasm-ph
