Conceptual design of first toroidal electron cyclotron resonance ion source and modeling of ion extraction from it
电子回旋共振离子源（ECRIS）通过采用更强的磁场（有利于约束）和成比例地更高的ECR频率而发展到越来越高的离子电流和电荷状态。进一步的改进需要达到与主要聚变实验相当的密度、温度和约束时间的"三重乘积"。为此，我们提出了一种新的，环形而不是线性，ECRIS的几何形状，这将在同一时间提高约束，并更好地利用磁场。离子提取比从线性装置更复杂，但可行的，因为我们的建模表明：单粒子示踪显示成功提取至少两种技术，分别利用磁提取器和ExB漂移。其他技术进行了简要讨论。
2015-02-02 physics.plasm-ph
An Extended Variational Method for the Resistive Wall Mode in Toroidal Plasma Confinement Devices
该研究扩展了环形等离子体电阻壁模的经典变分分析，推导了厚壁条件下电阻壁模的广义增长率公式与旋转稳定公式，揭示了厚壁效应对模式增长/衰减特性及旋转稳定的影响规律。
2024-09-17 physics.plasm-ph
Fast neural Poincaré maps for toroidal magnetic fields
环形磁场的庞加莱映射通常用于研究包含热等离子体的设备中的总约束特性。在大多数实际应用中，评估庞加莱映射需要对磁场线进行数值积分，这是一个缓慢的过程，并且不容易使用并行计算来加速。我们表明，一种新的神经网络架构，HénonNet，能够准确地学习现实庞加莱映射从传统的场线跟踪算法的观察。在训练之后，这种学习的庞加莱映射的计算速度比场线积分方法快得多。此外，HénonNet架构精确地再现了施加在场线庞加莱映射上的主要物理约束：通量保持。这种结构保持属性是HénonNet中的每一层都是辛映射的结果。我们的经验表明，一个HénonNet可以学习模仿一个大的磁岛的约束特性，通过使用卷曲的双曲不变流形，以产生一个粘性的混沌区域在所需的岛屿位置。这提出了一种设计具有良好约束特性的磁场的新方法，该方法可能比使用KAM圆环确保约束更灵活。
2020-11-19 physics.plasm-ph
Unconventional Ballooning Structures for Toroidal Drift Waves
利用高约束模聚变等离子体基座中的强梯度，对囚禁的电子和离子温度梯度模进行了回旋动力学模拟。一个广泛的非常规模式结构被发现本地化在任意极向位置或多个峰值。发现这些非常规的气球结构与最不稳定模式的不同本征态有关。在弱梯度（低约束模式或L模式），最不稳定的模式通常是在地面本征态，这对应于一个传统的气球模式结构的峰值在外侧中平面的托卡马克。然而，在强梯度（H-模式），最不稳定的模式通常不是地面本征态和气球模式结构变得非常规。这一结果意味着H模的基座可以比L模具有更好的限制。
2015-09-15 physics.plasm-ph
Development of a Simple Stellarator using Tilted Circular Toroidal Field Coils
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）
本文研究了一种简化星形线配置，通过倾斜托卡马克场线圈产生旋转变换，引入对称性极性场线圈补偿垂直磁场成分，计算真空自由边界平衡，并优化线圈参数以降低neo经典输运并增强alpha粒子约束。
2026-04-08 physics.plasm-ph
Influence of toroidal flow on stationary density of collisionless plasmas
从给定的被动粒子平衡态粒子圆柱轮廓出发，建立了非平坦密度轮廓下Maxwell-Vlasov方程在热力学平衡态下的自洽定态条件.然后讨论所得到的方程的解。看来，在等离子体中的方位角（极向）流的存在下，可以确保径向约束，而纵向（环形）流的存在下，可以大大提高约束。此外，在全球物理上合理的情况下，我们发现，没有不稳定点可以出现在有效的可积哈密顿量的个别粒子，暗示在一些稳定的约束时，考虑在大的纵横比限制的环形几何。
2019-09-17 nlin.CD physics.plasm-ph
Efficient analysis of magnetic field line behavior in toroidal plasmas
本文提出结合傅里叶变换与高斯窗函数的高效方法，以短积分分析环形等离子体中磁力线转变，用于偏滤器设计与破裂研究，对磁约束聚变至关重要。
2025-03-30 physics.plasm-ph
Toroidal L and H equilibria with axisymmetric rotations
用一组特定的源函数求解了具有环向和极向旋转的轴对称环向平衡。这两个独立的解决方案与L和H模式。L/H转变被认为是从一种平衡构型到另一种平衡构型的分叉，在强外部加热和颗粒注入下形成温度和密度分布。由于H解的陡的边缘梯度，大的静态径向电场、带状流和改进的约束是H模式的结果，而不是原因。
2009-02-04 physics.plasm-ph
Required toroidal confinement for fusion and omnigeneity
本研究分析聚变等离子体约束条件，提出普适约束性是实现自持氘-氚燃烧的最弱一般性约束，阐明其磁面特性，并讨论微湍流输运及电子温度限制对燃烧的影响。
2023-05-06 physics.plasm-ph
Axisymmetric Plasma Equilibria with Toroidal and Poloidal Velocity Fields: Tokamak Relevant Configurations
我们分析了一个轴对称平衡的等离子体赋予环向和极向的速度场，其目的是表征的整体运动的形态上的磁约束的影响。我们构造我们的配置假设的极向速度场是对齐的极向磁场线，此外，我们要求等离子体质量密度依赖于磁通量函数（或等效地，等离子体流体是不可压缩的）。然后，我们推导出一种梯度Shafranov方程，这样的平衡，并将其实施到托卡马克相关的情况下，特别是参考TCV的配置文件。本研究的主要结果涉及的出现，在配置相关的双零配置文件，一个封闭的表面的零压力incorporating两个X点的磁配置。这种情况表明，可能存在一个新的制度的等离子体平衡，相应的改善等离子体约束附近的X点和随之而来的减少功率转移到托卡马克偏滤器。
2021-07-30 physics.plasm-ph
Gyrokinetic simulation of the spontaneous toroidal rotation of plasma in a stochastic magnetic field
本文通过动理学模拟研究了随机磁场中等离子体的自发环向旋转，发现共振磁扰动通过双极径向电场驱动旋转，且碰撞效应在几次离子-离子碰撞时间后将其从回流转变为刚体流动，解释了DIII-D实验观测。
2024-06-02 physics.plasm-ph
Centrifugal Confinement Fusion Thruster
本文探讨离心约束聚变用于推进的潜力，并通过测试粒子模拟澄清高能离子逃逸问题，指出早先基于绝热不变性的估计过于悲观。
2024-12-02 physics.plasm-ph
Magnetic fields with precise quasisymmetry for plasma confinement
准对称性是一种不寻常的对称性，可以出现在环形磁场中，使带电粒子和等离子体受到约束。在这里，它表明，准轴对称和准螺旋对称可以实现一个更高的精度比以前认为在一个显着的体积，从而在特殊的限制。对于远离轴对称的1特斯拉平均场（真空旋转变换$>$ 0.4），可以使纵横比为6的体积中的破磁模式振幅与典型的$\sim 50$ $μ$ T地磁场一样小。
2021-11-23 physics.plasm-ph
Anderson-Localized Ballooning Modes in General Toroidal Plasmas
本文研究了具有低整体磁剪切的三维磁环等离子体约束系统中的回旋不稳定性。在等离子体平衡中缺乏任何连续对称性可以导致这些模式通过类似于安德森局域化的过程沿着场线被局域化。这产生了多分支的局部特征值依赖性，其中每个分支对应于特征函数峰值所在的扩展覆盖空间的不同单位单元。这些现象的数值说明了三场周期的heliac H-1，并与轴对称$s$ - $α$托卡马克模型。本地化允许零剪切附近的微扰膨胀，使剪切的影响进行调查。
1999-09-30 physics.plasm-ph
Design of simple stellarator using tilted toroidal field coils
本文讨论了采用简单线圈组的仿星器场的设计。为了实现仿星器场由简单的线圈组，倾斜的环向场线圈用于产生旋转变换。十六个倾斜的TF线圈产生小的径向场和大的垂直场。利用轴对称极向场线圈降低倾斜环向场线圈的垂直场，可以得到仿星器场。明确和嵌套磁通表面的形成被确认，和旋转变换成正比的环向场线圈的倾斜角。简单仿星器的磁场主要由较大的镜面波纹和较小的螺旋波纹组成。这是一个类似的性质，以准等动力配置，如文德尔斯坦7-X仿星器。研究了质子的无碰撞轨道。对于环向场线圈的适度倾斜角，改善了对通过和捕获的粒子的约束。
2020-11-30 physics.plasm-ph
Effects of Circulating Energetic Ions on Geodesic Acoustic Modes with Toroidal Rotation
利用混合动力学-流体模型，从理论上分析了环向旋转托卡马克中循环高能离子（CEI）对测地声学模（GAM）的影响。首先考虑刚性平衡条件，导出了存在环向旋转和CEI时的GAM频率。CEI的未扰动分布函数取决于极向角，最终显著影响频率。在平衡切向中性束注入（NBI）情况下，共CEI和反CEI不相互抵消，并对纬向流产生不稳定效应。给出了准确的模态频率和增长率。
2014-05-06 physics.plasm-ph
Proposal of A Linked Mirror Configuration for Magnetic Confinement Experiment
提出了一种用于磁约束实验的新型联镜装置。这种新型磁镜耦合装置由两个半圆环连接的两个直磁镜组成。由于两个线性反射镜部分不平行，因此该配置的结构整体上是三维的。两个反射镜部分之间的角度产生旋转变换，这导致对环形处理通过的粒子的良好磁约束。以这种方式，传统的线性反射镜机器的通常的损耗锥被消除。单粒子约束类似于托卡马克的单粒子约束，大部分粒子都被很好地约束。计算得到的新经典约束非常好，甚至优于等效托卡马克的约束。潜在的建议链接镜配置可以允许MHD稳定的高β平衡与良好的等离子体约束适合于中子源和磁聚变反应堆。
2021-03-17 physics.plasm-ph
Theory for the power threshold of the L-H transition in tokamaks
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
研究通过三维磁通驱动两流体模拟揭示了托卡马克中L-H转变的物理机制，发现低功率下环向磁场配置能引发约束转变，电磁漂波湍流自发产生剪切E×B流以抑制输运，且通过准线性计算展示了环向磁场方向不对称性。
2026-10-27 physics.plasm-ph
Solving the Grad-Shafranov equation using spectral elements for tokamak equilibrium with toroidal rotation
本文用谱元法求解了环向旋转托卡马克平衡的Grad-Shafranov方程。Grad-Shafranov求解器建立在NIMEQ代码之上并扩展了NIMEQ代码[Howell和Sovinec，Comput.物理通讯185（2014）1415]先前开发用于静态托卡马克平衡。几何和代数收敛实现的多项式次数的频谱元素的基础上增加。本文对Solov'ev平衡在刚性环转动存在下的Grad-Shafranov方程，在已有的一组不同的平衡和转动廓线的解析解的基础上，得到了一个新的解析解。扩展的NIMEQ的数值解与解析解进行了基准测试，结果吻合良好。此外，还用FLOW程序[L.瓜佐托河贝蒂等人，Plasma 11（2004）604]。
2019-06-13 physics.plasm-ph
Fast electrostatic microinstability evaluation in arbitrary toroidal magnetic geometry using a variational approach
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；Dutch Institute for Fundamental Energy Research（荷兰基础能源研究所）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
本文提出了一种基于变分方法的半解析色散关系，用于在任意托卡马克磁几何中快速评估离子温度梯度和被俘电子模的静电微不稳定性。
2025-12-05 physics.plasm-ph
Regions without flux surfaces of given class for magnetic fields in toroidal geometry
本文将逆KAM方法推广到三维矢量场，在环形几何螺旋扰动磁场中识别无不变2-环面区域以定位磁岛与混沌，并提出最小化这些区域以辅助托卡马克和仿星器设计。
2023-07-06 math.DS physics.plasm-ph
Rotation of Tokamak-Plasmas out of Mechanical Equilibria, in Absence of External Torques
利用Prigogine建立的热力学定理，研究了托卡马克等离子体的旋转，而不是在机械平衡。这个定理，适用于环形约束等离子体，表明全球重心旋转的等离子体，在环向和极向方向，是纯粹的可逆过程。在粘性可以忽略不计的情况下，通过假设内力平衡方程的有效性，我们证明了等离子体，即使不处于力学平衡，也可以作为一个刚体在环向自由旋转，其角频率为，其角频率可能高于新古典估计。此外，它的环向旋转可能导致等离子体在极向方向上以比新经典理论所发现的表达式更快的速度全局旋转。当环向和极向角频率达到使耗散最小的值时，获得最终的配置。
2012-11-13 physics.plasm-ph
Kinetic versus Magnetic Chaos in Toroidal Plasmas: A systematic quantitative comparison
本文利用较小对齐指数（SALI）方法系统定量比较环形等离子体中磁力线混沌与粒子轨道混沌的差异，并在能量、磁矩和环向动量空间中绘制混沌图，为聚变装置粒子输运与约束研究提供新工具。
2024-02-24 nlin.CD physics.plasm-ph
Magnetic axis safety factor of finite $β$ spheromaks and transition from spheromaks to toroidal magnetic bubbles
与P.M.的结果不同，本文给出了有限β球马克磁轴上的安全因子是β的函数。Bellan，Phys. Plasmas 9，3050（2002）;与之前的计算相比，这种对β的依赖性大大降低了安全系数的梯度。用于产生有限β spheromak平衡的方法被扩展到产生描述环形磁性“气泡”的平衡，其中磁轴上的流体动力压力小于环形表面上的流体动力压力。这种“反限制”的配置可以被认为是一种平衡与倒β分布，是相关的行星际磁云，因为这些云有较低的流体动力学压力在其内部比在其表面上。
2015-02-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Energy-selective confinement of fusion-born alpha particles during internal relaxations in a tokamak plasma
使用环形磁密封的自持聚变反应堆的长脉冲操作需要控制由D-T聚变反应产生的α粒子的含量。一方面，MeV级的α粒子必须被限制在等离子体中加热。另一方面，减速的氦灰必须在稀释聚变燃料之前排出。我们的大型托卡马克等离子体的动力学-磁流体动力学混合模拟证实了一个参数窗口的存在，这种能量选择性约束可以通过利用内部弛豫事件被称为“碰撞”来完成。通过澄清磁漂移所起的作用，完成了由磁几何形状、最佳碰撞持续时间和快速粒子运动之间的协同作用组成的物理图像。除了造成同向和反向粒子群之间的不对称性外，磁漂移还通过决定粒子轨道拓扑中发生“重连”的位置和程度来确定限制窗口的大小。
2022-01-12 physics.plasm-ph
Investigation of Toroidal Rotation Effects on Spherical Torus Equilibria using the Fast Spectral Solver VEQ-R
Key Laboratory of Materials Modification by Laser, Ion, and Electron Beams of the Ministry of Education, School of Physics, Dalian University of Technology（大连理工大学物理学院教育部激光、离子和电子束材料改性重点实验室）；ENN Science and Technology Development Co., Ltd.（新奥科技发展有限公司）
本文提出VEQ-R求解器，通过快速谱方法和矩阵核加速技术，研究环形旋转对球形托卡马克平衡的影响，发现旋转导致核心安全因子下降，接近单位，揭示了结构变形机制。
2026-02-11 physics.plasm-ph
MHD simulation of tilt instability during the dynamic FRC magnetic compression process
使用NIMROD代码的MHD模拟研究了动态磁压缩过程中FRC倾斜不稳定性的非线性演化，发现环向流可降低其增长率与饱和幅度并延迟变形，从而实现高达5.3的磁压缩比。
2025-06-25 physics.plasm-ph
Modifications of turbulence and turbulent transport associated with a bias-induced confinement transition in LAPD
在大型等离子体装置（LAPD）的边缘驱动方位流[W. Gekelman，{ \itshape et.等人），Rev. Sci. Instr. { \bfseries 62}，2875（1991）]通过相对于等离子体源阴极偏置真空容器的一部分。当施加的偏压超过阈值时，观察到径向粒子约束的转变，这由密度分布的急剧变陡证明，类似于环形约束装置中的L模式到H模式的转变。径向输运的阈值行为和动态行为与流动穿透以及流动剪切和密度梯度分布之间的空间重叠程度有关。研究了与约束转捩有关的湍流和湍流粒子输运的变化。二维互相关测量结果表明，LAPD边缘湍流的空间相干性随偏压的变化而显著变化。湍流中的方位相关显著增加，而径向相关长度变化不大。湍流振幅减少的过渡，特别是在电场波动，但观察到的主要变化是在密度和电场波动之间的交叉相位。交叉相位的变化导致抑制，然后明显逆转的湍流粒子通量的阈值被超过。
2008-12-11 physics.plasm-ph
Adjoint approach to calculating shape gradients for 3D magnetic confinement equilibria
形状梯度量化了由对形状的微分扰动引起的某些品质因数的变化。形状梯度可应用于基于梯度的优化、灵敏度分析和公差计算。本文提出了一种计算环形三维磁流体平衡形状梯度的有效方法。该方法是基于自共轭性质的驱动扰动的MHD平衡方程和类似的Onsager对称性的输运系数。两个版本的形状梯度。一个描述了由于外通量表面的任意位移而导致的品质因数的变化;另一个描述了由于线圈的位移而导致的品质因数的变化。该方法实现了几个例子的优点，并与直接计算的形状梯度。在这些例子中，伴随方法通过因子$\mathcal{O}(N)$减少平衡计算的数量，其中$N$是用于描述外通量表面或线圈形状的参数的数量。
2019-02-27 physics.plasm-ph
Revisiting confinement scalings and fusion performance with a perspective optimized for extrapolation
Princeton University（普林斯顿大学）；Ghent University（根特大学）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）
本文从外推角度重新审视约束缩放，提出跨机器经验缩放用于融合功率，发现低阶模型优化了方差捕捉与外推鲁棒性之间的权衡，表明等离子体电流主导融合三乘积和功率。
2026-04-24 physics.plasm-ph
New linear stability parameter to describe low-$β$ electromagnetic microinstabilities driven by passing electrons in axisymmetric toroidal geometry
在磁约束聚变装置中，等离子体压力与磁场能量之比$β$可以变得足够大，使得电磁微不稳定性变得不稳定，从而驱动扭曲或重新连接平衡磁场的湍流。在本文中，提出了一个理论，电磁，电子驱动的线性不稳定性，有电流层局部化的模式合理的表面和副正常波长可比的离子gyroradius。该模型保留了轴对称的环形几何形状与任意形状，并由轨道平均方程的模式合理的表面层，与气球空间动力学匹配条件通过电子。匹配条件将电流层与大尺度电磁涨落联系起来，并在$β$与电子与离子质量比的平方根相当的限制下导出。电磁波动仅通过匹配条件进入，允许识别有效的$β$，包括平衡通量表面成形的影响。由渐近理论的缩放预测进行了测试与MAST放电#6252的微撕裂和静电微观不稳定性的线性模拟结果进行比较，显示出良好的协议。特别是，它表明，有效的$β$可以解释依赖的局部微撕裂模式（MTM）的膨胀参数$θ_0$的增长率-可能提供一条路线，以优化局部通量表面减少MTM驱动的运输。
2023-02-22 physics.plasm-ph
Optimizing stellarators with hidden symmetry
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Shenzhen Technology University（深圳技术大学）；CIEMAT（西班牙能源、交通与环境研究中央实验室）
本文通过重新定义磁约束效率的约束条件，提出了一种基于同胚直线化变换的新方法，揭示了多种优化磁约束的星形装置家族，并展示了紧凑型装置在等离子体性能上的优势。
2026-03-21 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
Optimal shape of stellarators for magnetic confinement fusion
我们对仿星器的设计感兴趣，仿星器是用于生产受控核聚变反应的装置，可替代托卡马克。等离子体的约束完全是通过螺旋磁场来实现的，该螺旋磁场是由环形域周围的高电流馈送的线圈的复杂布置所产生的。这样的线圈描述了被称为“线圈缠绕表面”（CWS）的表面。在本文中，我们建模的CWS的设计作为一个形状最优化问题，使成本功能反映了最佳等离子体约束性能，通过最小二乘差异，也可制造性，由于涉及的侧表面或曲率的CWS的几何条件。我们完整地分析了由此产生的问题：一方面，我们建立了一个最佳形状的存在性，证明了形状可微的准则，并提供了一个可行的形式微分的表达式。另一方面，我们提出了一种数值方法，并进行模拟的最佳仿星器的形状。我们讨论了我们的方法在这方面的文献的效率。
2021-12-09 math.OC physics.plasm-ph
Three Dimensional Multiphysics Modelling of Helicon Wave Heating and Antenna Plasma Coupling for Boundary Density Control in Toroidal Fusion Plasmas
Institute of Plasma Physics, HFIPS, 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）；Science Island Branch of Graduate, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学研究生院科学岛分院）；Fundamental Plasma Physics and Innovative Applications Laboratory, School of Electrical Engineering, Chongqing University（重庆大学电气工程学院基础等离子体物理与创新应用实验室）；Mathematical Sciences Institute, Australian National University（澳大利亚国立大学数学科学学院）；Department of Mathematics and Physics, University of South China（南华大学数学与物理学院）；School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University（南洋理工大学物理与数学学院）；College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University（深圳大学物理与光电工程学院）
本研究通过三维多物理场建模，优化回旋波天线设计，显著提升等离子体边界密度控制效率。
2026-02-23 physics.plasm-ph
Complete and Robust Magnetic Field Confinement by Superconductors in Fusion Magnets
本文提出利用带环形空腔的块体超导环体，通过超导边界条件精确生成仿星器所需的三维磁场，实现稳健的完全磁约束，简化聚变装置设计。
2022-12-06 cond-mat.supr-con physics.app-ph physics.plasm-ph
Dirac R-matrix calculations for the electron-impact excitation of neutral tungsten providing noninvasive diagnostics for magnetic confinement fusion
中性钨是国际热核聚变实验反应堆（ITER）偏滤器区壁材料的主要候选材料。ITER的有效运行在很大程度上依赖于精确的原子物理学计算，以确定可靠的腐蚀诊断，帮助阻止钨杂质流入堆芯等离子体。下面的文件提出了详细的计算中性钨的原子结构使用多组态Dirac-Fock方法，绘制与实验测量的比较，在可用的地方，并包括现有的原子结构数据的关键评估。我们调查的电子碰撞激发中性钨使用狄拉克R-矩阵方法，并通过采用碰撞辐射模型，我们基准我们的结果与最近的紧凑环形混合测量。由此产生的比较突出了广泛使用的400.88 nm线的替代诊断线。
2018-05-07 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Magnetic Fields with General Omnigenity
本文在DESC中提出新模型以探索广义全约束平衡空间，证明虽除准对称外精确全约束不可实现，但仍可设计出低输运、低快粒子损失的非准对称仿星器磁场。
2024-04-03 math.OC physics.plasm-ph
Kinetic Optimization of Magnetic Mirror Confinement: Beyond Classical Loss-Cone Theory
Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Google Research（谷歌研究）
该研究将磁镜设计建模为PDE约束优化问题，发现经典损失锥理论未涵盖的自洽电场效应及模型对最优磁场构型的影响，指出需考虑等离子体非线性动力学以优化磁镜。
2026-07-30 math.OC physics.plasm-ph
Neural network assisted electrostatic global gyrokinetic toroidal code using cylindrical coordinates
为克服磁通坐标在磁分界面处的奇异性限制，开发了神经网络辅助的柱坐标全局回旋动理学代码G2C3，利用神经网络混合方案加速粒子定位与场插值，并成功验证了DIII-D托卡马克的线性离子温度梯度模拟。
2024-08-23 physics.comp-ph physics.plasm-ph
A fast, accurate, and easy to implement Kapur-Rokhlin quadrature scheme for singular integrals in axisymmetric geometries
针对磁约束聚变中奇异表面积分，提出Kapur-Rokhlin求积格式，易于实现且高阶精确，并应用于计算等离子体边界磁场法向分量。
2023-03-10 math-ph math.MP physics.comp-ph
Asymptotic windings, surface helicity and their applications in plasma physics
Sorbonne Université, Inria, CNRS, Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL)（索邦大学、法国国家信息与自动化研究所、法国国家科学研究中心、雅克-路易·利翁斯实验室）
本文研究了表面螺旋度的性质及其在等离子体物理中的应用，通过解析场线缠绕与拓扑结构的关系，为磁约束装置的线圈设计提供了理论支持。
2024-08-02 math-ph math.DS math.MP
Differential rotation in neutron stars with open and closed magnetic topologies
有人提出了分析性的论点，认为中子星的差旋度取决于内部磁场的拓扑结构是开放的还是封闭的。为了验证这一论断，理想的磁流体动力学求解器PLUTO被用来研究数值的不可压缩的，粘性流体线程的磁场与开放和封闭的拓扑结构中的导电，差分旋转，球壳的流动。刚体与外球的共转是在阿尔文时间尺度上，沿着连接外球南北半球的磁场线进行的。然而，沿着其他场线，行为更加复杂。例如，初始点偶极场演化以产生近似闭合的赤道通量管，该赤道通量管包含至少一个主要为环形且近似闭合的场线，该场线被一束主要为环形但开放的场线围绕。在赤道通量管内部，磁力线平均磁张力接近零，流体差动旋转，在粘性时间尺度上调整其角速度，以匹配通量管环形表面上的边界条件。在赤道通量管外，随着沿开放磁力线平均的磁张力减小，自转差增大。
2020-04-02 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
