Validation of GBS plasma turbulence simulation of the TJ-K stellarator
本文用 GBS 三维双流体代码验证 TJ-K 仿星器等离子体湍流，确认其能再现低极向模主导输运等特性，并评估不同通量面及剖面的吻合程度。
2023-04-03 physics.plasm-ph
Bifurcation in electrostatic resistive drift wave turbulence
Hasegawa-Wakatani方程，通过近似平行电子运动的物理学耦合等离子体密度和静电势，是描述电阻漂移波湍流的简单模型。我们提出了数值分析的分岔现象的模型，提供了新的见解之间的相互作用的托卡马克等离子体边缘区域的湍流和带状流动。模拟结果表明，在初始瞬态后，漂移波湍流通过纬向流产生被抑制的制度。作为一个参数控制的湍流强度进行调整，这种纬向流为主的状态迅速被破坏，并重新出现的湍流为主的状态。过渡解释的Kelvin-Helmholtz稳定性的纬向流。这是电阻漂移波系统中湍流开始上移的第一次观察，这类似于由离子温度梯度驱动的湍流中的众所周知的迪米特移位。
2007-08-31 physics.plasm-ph
Enstrophy non-conservation and the forward cascade of energy in two-dimensional electrostatic magnetized plasma turbulence
一个流体系统推导出描述静电磁化等离子体湍流的尺度略大于拉莫尔半径的一个给定的物种。它与长谷川-三马方程有关，但不守恒涡度拟能，因此，在小尺度上表现出向前的能量级联。与长谷川-三马涡度拟能级联的-5定律相比，惯性范围能谱被认为比-11/3幂律更浅。在此通过流体系统的直接数值模拟证实的该性质可以帮助解释在流光主导的电子温度梯度驱动的湍流的陀螺动力学模拟中观察到的波动谱[Plunk等人，2019年]，也可能是一些离子温度梯度驱动的湍流情况下，带状流被抑制[Plunk等人，2017年]。
2020-08-07 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
Anomalous convective transport of the tokamak edge plasma, caused by the inhomogeneous ion cyclotron parametric turbulence
本文研究了极向剪切下基座等离子体中空间非均匀静电离子回旋参数微湍流驱动的对流中尺度流动的动力学和流体力学理论。发展的动力学理论预测剪切极向对流的产生，和径向压缩流与径向流速梯度。发达的流体动力学理论的对流揭示了径向压缩对流的密度梯度随时间呈指数增长的陡峭的基座密度分布的形成中的主导因素。这种梯度密度的增长受到基座等离子体向刮除层的径向振荡离子流出的限制。
2022-06-07 physics.plasm-ph
Comment on ``Rotation Velocities and Radial Electric Field in the Plasma Edge''
本文对W. M. Stacey [Contrib.Plasma Phys.46，（2006）]对静电势的处理不一致。比较与径向静电场相关的电势的表达式和与极向静电场相关的电势的表达式，揭示了不一致性。场论的观点意味着，在基于中性导电流体物理学的模型中，静电场必须消失。
2011-01-08 physics.plasm-ph
Reduction of electrostatic turbulence in a quasi-helically symmetric stellarator via critical gradient optimization
我们提出了一个仿星器配置优化的大阈值（“临界梯度”）的离子温度梯度（ITG）驱动模式，实现了最大的临界梯度，我们已经看到在任何仿星器的开始。在此阈值以上，陀螺动力学模拟表明，该配置具有低湍流水平的实验相关范围内的驱动强度。所应用的优化旨在最大限度地提高漂移曲率，从而增强局部剪切稳定的环形ITG模式，以及相关的湍流。这些优点与优秀的准对称性相结合，产生低的新古典输运和极小的α粒子损失。由此产生的配置分析表明，磁流体动力学（MHD）和ITG稳定性之间的权衡。
2022-11-10 physics.plasm-ph
Impurity transport in trapped electron mode driven turbulence
利用GYRO程序和一个包含极坐标变化静电势的解析模型，对电子模式湍流进行了陀螺运动学模拟。它的径向运输的高Z微量杂质接近核心的影响进行了彻底的研究和零通量杂质密度梯度（峰值因子）的依赖关系的局部等离子体参数。离子-电子温度比、电子温度梯度和主粒子密度梯度等参数主要通过对模式特性的影响来影响杂质峰。极向不对称性，安全系数和磁剪切杂质峰化的影响最强，它表明，在某些情况下，被困电子模式占主导地位，核心积累的高Z杂质可以避免。我们表明，占杂质杂质碰撞算子的动量守恒性质可以是重要的杂质峰因子的准确评估。
2013-04-03 physics.plasm-ph
Validating modelling assumptions of alpha particles in electrostatic turbulence
为了严格模拟聚变等离子体中的快离子，必须使用非麦克斯韦平衡分布。本文分析了几种不同托卡马克参数下高能α粒子对静电湍流的响应。我们的结果与已知的尺度和实验证据一致，即α粒子通常被很好地限制：大约几秒。它也被证实，在现实中的低浓度，与线性理论一致的α的湍流的影响是可以忽略不计的。它表明，通常的做法，使用高温麦克斯韦给出不正确的估计径向α粒子通量，并提供了一种方法来纠正它。此外，我们看到与碰撞和运输相关的时间尺度在中等能量下竞争，这对α粒子仍然局限于用于推导减速分布的通量表面的假设提出了质疑。
2014-08-21 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
Freely decaying turbulence in two-dimensional electrostatic gyrokinetics
在磁化等离子体中，在相空间中以小于热拉莫尔半径（“亚拉莫尔尺度”）的尺度发生湍流级联[Phys. Rev. Lett. 103，015003（2009）]。当湍流被限制在垂直于背景磁场的两个空间维度时，由于存在两个无碰撞不变量，两个独立的级联可能同时发生。本文采用唯象理论和直接数值模拟的方法研究了二维静电陀螺动力学的自由衰减湍流。一个双级联（正向和反向级联）观察到在速度空间，以及在位置空间，我们诊断的非线性传递函数的碰撞不变量。我们发现，湍流往往是一个时间渐近状态，占主导地位的一个单一的规模增长的时间。这种渐近状态的理论是以衰减定律的形式导出的。我们研究的每一种情况都属于三个区域之一（弱碰撞，边缘和强碰撞），由一个无量纲数D*，一个类似于雷诺数的量决定。边缘状态由在时间上保持的临界数D* = D 0来标记。初始化高于该值的湍流随时间变得越来越惯性，朝着越来越大的D* 发展;初始化低于D 0的湍流变得越来越碰撞，逐渐衰减到越来越小的D*。
2012-12-12 physics.plasm-ph
Two-stage Crash Process in Resistive Drift Ballooning Mode Driven ELM Crash
本研究通过全环形环域数值模拟，发现电阻漂移气球模驱动的边缘局域模存在两阶段崩塌过程，揭示了全环域非线性相互作用对ELM触发动力学的显著影响。
2023-10-07 physics.plasm-ph
On the Effects of Tokamak Plasma Edge Symmetries on Turbulence Relaxation
本文构建简化的3D Hasegawa-Wakatani模型研究托卡马克边缘湍流弛豫，发现X点对称性因背景与极向扰动共振改变湍流输运特性，且微扰法求解电势动力学不总可行。
2023-09-12 physics.plasm-ph
Scale invariance and critical balance in electrostatic drift-kinetic turbulence
本研究发现静电漂移动理学方程的标度不变性对称，推导湍动热通量标度规律并经数值验证，揭示临界平衡级联机制及外尺度由标度不变性破缺决定，为等离子体湍流研究提供新理论支撑。
2023-08-21 physics.plasm-ph
External charge perturbation in a flowing plasma and electrostatic turbulence
本文利用一维静电 hybrid-PIC-MCC 模拟运动带电碎片在等离子体中诱发的 IICSI，揭示钉扎孤子的形成条件、速度依赖关系及 Kolmogorov 型能量级联。
2025-01-23 physics.plasm-ph
Transition from weak to strong turbulence in magnetized plasmas
在描述离子温度梯度不稳定性激发的磁化等离子体中静电湍流的简化（$4$ D）动力学系统的框架内，研究了湍流热通量相对于静电势的标度。数值模拟由通用重整化湍流模型如静电湍流的$2$ D流体模型[Y.~ Z.~ Zhang和S.~ M.~ Mahajan，Phys.~流体B 5（7），第~页2000（1993）]。一个基本的，也许是普遍的结果，这种理论模拟组合是存在两个不同的渐近状态（可分为弱湍流（WT）和强湍流（ST）状态）的证明，其中湍流扩散率$Q$标度与静电能$\|ϕ\|^2$测量的湍流强度完全不同。在WT $Q \propto \|ϕ\|^2$的情况下，而在ST $Q$具有较弱的静电能的依赖性和规模为$\|ϕ\|$。
2018-11-20 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Impurity and Trace Tritium Transport in Tokamak Edge Turbulence
本文研究了在漂移阿尔文边缘湍流中杂质或少数组分（如氚）的湍流输运。垂直和平行对流的全部效果保留的杂质物种。杂质密度形成具有陡峭梯度的粒状结构，并且由于流动的可压缩性而局部超过其初始值。近似分解的杂质通量到扩散部分和有效的对流部分（其特征在于由箍缩速度）进行和净向内箍缩效应被恢复。捏点速度的湍流均分方面的解释，并发现poloidally变化。结果表明，杂质输运模型需要是二维的，除了考虑径向方向，还考虑输运系数的强极向变化。
2004-03-26 physics.flu-dyn 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
Anisotropic truncation for turbulent transport and zonal flows in the Hasegawa-Wakatani system
Laboratoire de Physique des Plasmas, CNRS, Ecole Polytechnique（等离子体物理实验室，法国国家科学研究中心，巴黎综合理工学院）；ENPC, Institut Polytechnique de Paris（国立桥路学校，巴黎理工学院）；CEA, IRFM（法国原子能和替代能源委员会，核聚变研究设施）
研究通过各向异性截断傅里叶空间发展简化模型，保留少数环向波数并保持径向分辨率，用于验证湍流粒子通量和从准二维湍流到环向流主导状态的转变。发现至少需4个环向模态以合理复现DNS结果，且在流驱动情况下需约10个模态以恢复粒子通量的概率分布函数。
2026-08-14 physics.plasm-ph
Pseudochaotic poloidal transport in the laminar regime of the resistive ballooning instabilities
在环形几何中，在建立充分发展的湍流状态之前，观察到压力梯度驱动的湍流的所谓拓扑不稳定性。在这种中间状态下，窄谱带的模式占主导地位的动态，从而导致形成的电势的等值面与复杂的拓扑结构。由于示踪粒子的E x B平流沿着这些等值面发生，它们的拓扑复杂性显著影响径向和极向输送的特征。特别是，它们都变得非常非扩散和非高斯。由于径向运输决定了系统的限制性能和极向运输控制的平衡动力学（在任何磁性表面），在两个方向上的非扩散模型的发展，因此物理利益。在以前的工作中，作者构造了一个描述径向输运的分数阶模型。在这方面的贡献，最近的结果周期分数模型利用建设一个有效的极向运输模型。数值计算使用一个三维减少磁流体动力学方程组的分数周期模型的解析解进行了比较。结果表明，上述解析解准确地描述极向输运，这原来是超扩散与指数$α=1$。
2008-03-16 physics.plasm-ph
Velocity modulations in view of the elliptical approach at Wendelstein 7-X
本文应用椭圆方法分析W7-X和TEXTOR的密度涨落，证明其必要性，并研究速度调制与湍流衰减振荡，揭示与抗磁能量小振荡的关联。
2025-04-23 physics.flu-dyn 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
On the 3D turbulence regime in a Tokamak plasma edge
推导了Tokamak边缘静电湍流的简化模型，证明3D湍流存在以2D稳态谱为自然吸引子的衰减分支，表明等离子体边缘自持非线性漂移响应的基本成分是非线性2D静电湍流。
2023-02-13 physics.plasm-ph
Full-$f$ gyrokinetic simulation of turbulence in a helical open-field-line plasma
采用静电五维回旋动力学连续介质模拟方法，研究了全坏曲率螺旋平板几何条件下，螺旋开场线等离子体中曲率驱动的湍流。在模型中使用了国家球形环实验刮除层等离子体的参数。等离子体斑点的形成和对流径向运输的观察，它表明，径向粒子运输水平是几倍高于扩散玻姆运输估计。通过减小极向磁场的强度，观察到偏滤器板的热通量的轮廓变宽。
2018-10-22 physics.plasm-ph
Ion-temperature-gradient turbulence from finite to weak magnetic shear regime
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本研究揭示弱磁剪切下ITG湍流径向宽度受微各向同性约束，提出临界剪切判据，并经模拟验证，解释内部输运垒形成机制。
2026-09-29 physics.plasm-ph
Nonlinear coupling of whistler waves to oblique electrostatic turbulence enabled by cold plasma
动力学模拟和理论表明，哨声波可以激发斜，短波长的波动，通过二次漂移不稳定性，如果人口足够冷的等离子体。激发的模式导致加热的冷人口和阻尼的主要哨声波。不稳定阈值取决于冷种群的密度和温度，如果冷种群的温度足够低，则不稳定阈值可以相对较小。因此，这种机制可能会发挥重要作用，在控制振幅的哨声在地球的磁层的冷背景等离子体足够的密度存在的地区。
2021-04-19 physics.plasm-ph physics.space-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
Fast-moving electrostatic solitons in a plasma with turbulence heating
本文研究原行星盘“死区”中受湍流加热电子的等离子体，基于 Davydov 分布证明静电孤子可远超离子声速，并通过衰变与辐射促进能量平衡。
2024-12-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Development of a New Gas Puff Imaging Diagnostic on the HL-2A Tokamak
在HL-2A装置上发展了一种新的喷气成像（GPI）诊断装置，用于研究极向平面和径向平面上的二维等离子体边缘湍流。在放电过程中，中性氦气或氘气通过矩形多毛细管喷嘴在等离子体边缘喷出，在观察平面上产生气体云。然后用一个特别设计的望远镜和一个高速照相机来观察和拍摄中性气体云的发射。二维极向和径向坐标系中的亮度和对比度揭示了湍流的结构和运动。在最近的活动中，诊断被投入到第一次实验中，并成功地捕获了刮除层（SOL）中不同形状和大小的斑点结构。
2018-01-30 physics.plasm-ph
Lattice Boltzmann model for collisionless electrostatic drift wave turbulence obeying Charney-Hasegawa-Mima dynamics
采用格子玻尔兹曼方法（LBM）求解磁化等离子体绝热漂移波湍流的Charney-Hasegawa-Mima（CHM）模型. CHM-LBM模式包含一个正压状态方程的潜力，包括类似于准地转模式中的科里奥利力的交叉产品的力项，和一个密度梯度源项。膨胀的晶格玻尔兹曼模型方程导致冷离子流体的连续性和动量方程，这类似于CHM动力学下的漂移排序。标准测试用例（传播，稳定漂移模式和衰减湍流）的数值解进行比较，通过传统的有限差分格式，直接离散的CHM方程得到的结果。LB方案类似于特征CHM动力学，除了在密度梯度方向上的附加剪切。产生的剪切随漂移比减小，并归因于下伏LBM的可压缩极限。
2021-09-26 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Turbulent momentum transport due to neoclassical flows
托卡马克中的内禀环向旋转可以由湍流动量输运驱动，这是由于新经典流动效应打破了湍流的对称性。在本文中，我们分类的贡献，由于新古典效应的湍流动量输运，并评估每一个贡献使用gyrokinetic模拟。我们发现，每个贡献的相对重要性的变化与碰撞。对于低碰撞，主要贡献来自新经典粒子和平行流。对于中等碰撞性，由于新经典极向电场和密度和温度的极向梯度，有不可忽略的贡献，这对低碰撞性并不重要。
2015-06-02 physics.plasm-ph
Condensation of microturbulence-generated shear flows into global modes
在托卡马克边缘湍流的全通量面计算机研究中，剪切流谱被发现控制湍流水平，而不仅仅是传统的（0，0）模式流动。对于大极向尺度长度的连续谱来说，通量管畴太小往往会高估流动，从而低估输运。分析和数值计算表明，在一定条件下，主要的（0，0）-模式的流动独立的域的大小发展，基本上通过玻色-爱因斯坦凝聚的剪切流。
2000-02-02 physics.plasm-ph
The evolution of a slow electrostatic shock into a plasma shock mediated by electrostatic turbulence
两个等离子体云以超过离子声速的速度碰撞可能导致激波的形成。这种现象不仅在超新星遗迹（SNR）爆炸壳传播到星际介质等天体物理学场景中观察到，而且在基于实验室的激光等离子体实验中也观察到。因此，这些实验和辅助模拟被视为在实验室中小规模复制和研究天体物理冲击的一个有吸引力的平台。我们模拟两个等离子体云，其中包括电子和离子，与2D PIC模拟。两个云的离子温度相差10倍。这两个云碰撞的速度，这是现实的实验室研究和SNR冲击在其后期演变阶段，如RCW 86。与模拟平面正交的磁场具有与SNR冲击相当的强度。在等离子体云和具有较冷离子的云的重叠层之间形成前向激波。一个大振幅的离子声波之间的重叠层和云与较热的离子观察。它不会变陡成反向激波，因为它的速度低于离子声速。磁场振幅的梯度在向前冲击压缩磁场时靠近向前冲击建立。这种梯度引起电子漂移，其速度足以触发不稳定性。静电离子声波湍流先于激波发展。它加宽了它的过渡层，使离子热化，但前向激波保持完整。
2014-05-23 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Electrostatic turbulence and Debye-scale structures in collisionless shocks
我们提出了一百多个大振幅双极静电结构的分析，在准垂直超临界地球的弓形激波穿越，测量的磁层多尺度航天器。双极结构的出现与激波过渡区的磁场梯度密切相关。双极结构具有负静电势和几个德拜长度的空间尺度。双极结构传播的速度（在等离子体静止帧）的顺序的离子声速的冲击法线高度倾斜。我们认为双极结构是由入射离子和反射离子之间的双流不稳定性产生的离子相空间空穴。这是第一次确认的离子双流不稳定性在无碰撞冲击。电子加速的影响进行了讨论。
2019-12-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Simulations of scrape-off layer power width for EAST H-mode plasma and ITER 15 MA baseline scenario by 2D electrostatic turbulence code
刮除层功率宽度（λ q）是描述偏滤器热负荷的重要参数。近年来，已经进行了许多实验、理论和数值研究。本文首次对二维静电湍流程序BOUT-HESEL进行了升级，使之能够模拟H模等离子体。该代码对以前的实现和实验进行了验证。对EAST H模放电，模拟的λ q值与Eich标度值符合得很好。该代码被用来模拟ITER 15 MA基线方案。ITER模拟结果表明，粒子/热的径向输运以滴状输运为主，并预测λ q，ITER = 9.6 mm，远大于Eich标度的预测值。基于EAST的修正情况，提出了一个估计的HESEL H模标度λ_q=0.51R_c^1.1B_t^（-0.3 q_95 ^1. 1）.这一定标结果预测λ q，ITER = 9.3 mm，与ITER的结果吻合得非常好。结合Eich标度数据库中的基本参数的进一步研究表明，在Eich标度中缺失的对机器尺寸（Rc）的正标度依赖性似乎被对当前设备的环形磁场（Bt）的负标度依赖性所遮蔽。然而，ITER的情况并非如此，这解释了为什么最近的研究和本文中的模拟可以重现当前设备的Eich标度，但预测ITER的λ_q要大得多。模拟结果表明，λ q对Rc的强正标度依赖性是由于并联长度的增加减缓了并联传热和机器尺寸的增加增强了径向ExB湍流传热的共同作用。
2022-05-25 physics.plasm-ph
Excitation of zonal flow by the modulational instability in electron temperature gradient driven turbulence
在电子温度梯度（ETG）驱动的湍流模型中，研究了小尺度静电漂移波产生大尺度纬向流的问题。其产生机制是基于有限振幅单色漂移波的调制不稳定性。得到了纬向流不稳定的临界值、增长率和最佳空间尺度。
2007-03-05 physics.plasm-ph
Effects of magnetic drifts on ion transport in turbulent tokamak plasmas
在三维湍流模型中研究了当前托卡马克聚变实验条件下低能氘离子的随机平流。扩散系数的计算开始从测试粒子的轨迹的框架中的半分析统计模型称为解相关轨迹方法。我们表明，由速度场的空间相关性所决定的轨道捕获是导致反常扩散的主要原因，我们得到了对应于不同湍流模型参数值的输运机制和冻结湍流极限下的捕获条件。取决于模型的参数的值，湍流和磁漂移之间的相互作用导致增加（在极向方向上的运输增加到一个数量级）和减少的粒子运输。
2017-07-27 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
The role of convective structures in the poloidal and toroidal rotation in tokamak
托卡马克等离子体极向旋转和环向旋转之间的联系对于高约束区，特别是反应堆区是很重要的。由于涡度的斜压产生，在极向剖面上突然出现闭合对流结构，将维持极向速度的快速增加，并对环向旋转产生显著影响。然而，这仅限于起始转变的短时间。然而，在真实的等离子体中，对流胞的随机产生和抑制，这些瞬态事件的序列可以证明能够维持对环形旋转的影响。我们制定了一个简化的模型，其中包括一个层流剪切，定期，流动位于边界的漂移波湍流区域。在这个紊流区随机产生的旋涡结构自发地向气流平流输送，并在那里被吸收，用它们的旋涡含量维持剪切流。我们研究这种动态波数$\mathbf{k}$空间，使用合理的近似。我们导出了一个方程组（这是一类Davey-Stewartson系统），发现确实，涡平流和吸收到层可以保持其规则，极向，流动。
2013-06-19 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Electromagnetic instabilities and plasma turbulence driven by electron-temperature gradient
在类托卡马克等离子体的局部平板模型中考虑了由电子温度梯度驱动的电磁不稳定性和湍流。该模型描述了扰动的尺度大于和小于通量冻结尺度$d_e$，因此捕获静电和EM制度的湍流。众所周知的静电不稳定性-平板和曲率介导的ETG -恢复，并发现一个新的不稳定性的EM制度，称为热Alfvénic不稳定性（TAI）。它既存在于平板形式（sTAI，不稳定的动力学阿尔文波），也存在于曲率介导形式（cTAI），后者是（电子尺度）动力学气球模式（KBM）的表亲。cTAI在模型覆盖的最大尺度上（大于$d_e$但小于$ρ_i$）占主导地位，其物理机制取决于总温度沿扰动磁场线的快速均衡（与压力平衡的KBM相反）。湍流级联理论，然后构建，与两个能量注入尺度：$d_e$，其中的驱动程序是板ETG和sTAI，和一个更大的（并行系统的大小依赖）的规模，其中的驱动程序是cTAI。如果温度梯度大于某个临界值，则后者主导湍流输运，该临界值与电子β成反比。由此产生的热通量的比例更陡峭的温度梯度比由于静电ETG湍流，引起更硬的运输。这可以被视为支持电子传输控制等离子体中的近边缘稳态的物理论点（例如，基座）。虽然该模型是简单的，它所揭示的新的物理应该是那些试图模拟电磁湍流的影响，在托卡马克相关的配置与高β和大的电子温度梯度的兴趣。
2022-07-01 physics.plasm-ph
Gyrokinetic simulation of entropy cascade in two-dimensional electrostatic turbulence
磁化弱碰撞等离子体中的二维静电湍流在相空间中表现出熵的级联[Phys. Rev. Lett. 103，015003（2009）]。在尺度小于回转半径，该叶栅的特点是在热拉莫尔半径的尺度上测量的碰撞时间的涡流周转时间的无量纲比D。当D >> 1时，在位置和速度空间中都发现了亚拉莫尔尺度的宽谱涨落。分布函数将结构发展为v_{perp}的函数，v_{perp}是垂直于局部磁场的速度坐标。叶栅在位置空间和速度空间都表现出局部尺度的非线性相互作用，Kolmogorov的标度理论可以推广到相空间。
2010-08-16 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.flu-dyn
Radial transport of toroidal angular momentum in tokamaks
确定托卡马克的内禀转动分布需要环向角动量的径向通量。其计算需要知道$ε= ρ/L$中的回旋运动分布函数和湍流静电势到二阶，其中$ρ$是离子拉莫尔半径，$L$是磁场的变化长度。本文提出了一套完整的计算托卡马克中环向角动量径向输运的方程。特别地，首次给出了分布函数和静电势的湍流分量的$O(ε^2)$方程，而没有假设在磁场强度上的极向磁场很小。
2015-04-29 physics.plasm-ph
On the edge turbulence in a DTT-like tokamak plasma
本研究针对类DTT托卡马克等离子体边缘漂移湍流，通过三维静电流体模拟探究扩散系数、极向磁分量及径向边界条件对湍流谱、涡旋/带状流和各向异性特征的影响，为DTT等反应堆的湍流控制提供参考。
2025-04-15 physics.plasm-ph
3D Electron Fluid Turbulence at Nanoscales in Dense Plasmas
我们对非磁化的热稠密等离子体中纳米尺度的电子流体湍流进行了三维非线性流体模拟，其中波函数和静电势之间的模式耦合与潜在的电子等离子体振荡（EPOs）有关，导致惯性范围内的非线性级联。虽然波函数级联朝向更小的长度尺度，静电势遵循逆级联。我们发现，从我们的模拟，量子衍射效应与玻姆势起着至关重要的作用，在确定的惯性范围内的湍流谱和随后的运输水平所表现出的三维EPOs。
2008-07-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Non-modal kinetic theory of the stability of the compressed-sheared plasma flows generated by the inhomogeneous microscale turbulence in the tokamak edge plasma
本文发展了托卡马克边缘等离子体中由非均匀微湍流产生的二维压缩-剪切中尺度流稳定性的非模态动理论，推导出控制静电势Fourier模的积分方程，并揭示了动理学漂移不稳定性中电势随时间非模态转变为零频胞状扰动。
2023-01-09 physics.plasm-ph
Modulational interactions in quantum plasmas
基于量子等离子体的动力学Wigner-Poisson模型，提出了一种处理无碰撞量子等离子体中静电场调制相互作用的形式。该方法可用于研究量子等离子体中静电场之间的非线性相互作用，如湍流的发展、自组织以及从弱湍流态到强湍流态的转变等。特别是，使用这种形式主义，我们得到的动力学量子Zakharov方程，描述非线性耦合的高频朗缪尔波的低频等离子体密度变化的情况下，非简并和简并等离子体电子。
2013-05-13 physics.plasm-ph
Effects of multi-dimensionality and energy exchange on electrostatic current-driven plasma instabilities and turbulence
本文利用2D2V Vlasov–Poisson动理学模拟研究多维电流驱动静电不稳定性的饱和过程，揭示其四阶段演化及各向同性化特征，发现多维效应会限制纵向高能回流离子形成并促进横向高能离子产生。
2024-01-05 physics.comp-ph physics.plasm-ph stat.AP
Nonlinear evolution of the m=1 internal kink mode in the presence of magnetohydrodynamic turbulence
数值研究了托卡马克堆芯等离子体被低磁剪切湍流区包围时，m=1内扭结模的非线性演化。作为一个起点，我们选择配置与三个附近的q=1的表面，三重撕裂模式（TTM）与高极向模数m是不稳定的。虽然振幅仍然很小，但快速增长的高m TTM增强了m=1不稳定性的增长。这被解释为一种快速触发机制。TTM导致部分坍缩，在未连接的核心等离子体周围留下q ~= 1的湍流带。虽然，完全重联可以发生，如果核心位移增长足够大，它表明，湍流可以积极地防止进一步重联。这是定性类似于实验观察到的部分dos崩溃与后光标振荡由于饱和的内部扭结。
2006-05-05 physics.plasm-ph
Effects of collisions on impurity transport driven by electrostatic modes
从静电回旋动力学方程，包括与散装离子和杂质本身的碰撞的高电荷，碰撞杂质物种的双折射引起的准线性粒子通量计算。该方程通过杂质电荷数$Z$的幂展开来求解。在这种形式主义中，碰撞算子只影响杂质通量通过杂质的动力学在平行于磁场的方向。在反应堆相关的碰撞性，平行动力学是由平行电场，碰撞有一个小的影响，高度带电的，碰撞杂质的湍流粒子通量。
2020-06-24 physics.plasm-ph
Observation of Radially Inward Turbulent Particle Flux in ETG dominated Plasma of LVPD
在大体积等离子体装置（LVPD）靶区，观测到径向向内的湍流粒子流。该区域满足ETG湍流的条件，即阈值条件$ η_e = L_{n_e} / L_{T_e} > 2/3 $，其中密度标度长度$ L_{n_e} \sim 300 cm $和温度标度长度$ L_{T_e} \sim 50cm $ [S.K. Mattoo等人，物理学评论快报，108，255007（2012）\cite{Mattoo_PRL} ]。虽然测量的湍流的性质是电磁的（$β\approx 0.6 $），但测量的通量主要是静电的（$Γ_{es} \approx 10^{5} Γ_{em}$）。湍流已被建立作为电子温度梯度（ETG）驱动模式的结果。密度（$ n_e $）和电位（$ϕ$）波动之间的相位角，$ θ_{\tilde{n}_e, \tildeϕ} $和静电粒子通量，$ Γ_{es} $的实验观测表明与ETG湍流相应的理论估计值吻合得很好。
2017-09-13 physics.plasm-ph
The ion cyclotron parametric turbulence and anomalous convective transport of the inhomogeneous plasma in front of the fast wave antenna
建立了快波天线前非均匀电场驱动的非均匀等离子体离子回旋（IC）静电参数不稳定性理论。据发现，参数IC湍流和漂移湍流的空间不均匀性是在流动的起源，其中运输的大部分FW功率，沉积到基座等离子体，刮除层，后来的偏滤器主要沿场线。
2021-03-03 physics.plasm-ph
L-H transition dynamics in fluid turbulence simulations with neoclassical force balance
研究了磁约束等离子体边缘自发输运势垒的产生。为此，在三维几何形状的静电湍流模型扩展到占之间的摩擦被困和通过粒子的径向电场的影响。进行非线性通量驱动的模拟，它示出，考虑到新古典摩擦系数的径向和时间变化允许一个传输障碍以上的输入功率的阈值生成。
2013-11-22 physics.plasm-ph
Global fluid simulation of plasma turbulence in a stellarator with an island divertor
一个三维的，通量驱动的，静电的，全球性的，两种流体湍流模拟的5场周期与岛偏滤器的仿星器的结果。数值模拟使用GBS代码进行，该代码最近扩展到模拟非轴对称磁平衡中的等离子体湍流。模拟中使用的真空磁场是用Dommaschk势理论产生的，并描述了一种具有嵌套通量表面的中心区域的配置，该区域被磁岛链包围，类似于W7-X的转向配置。从核心流出的热量到达岛区域，并沿着磁岛传输，撞击对应于模拟域边界的容器壁。粒子和热的径向输运主要是由一个极向数为$m=4$的场取向相干模驱动的。基于非局部线性理论对这种模式的分析表明了它的膨胀性质。在托卡马克模拟和实验，斑点往往有助于运输，我们没有观察到间歇性运输事件的存在。
2022-01-26 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
