Vlasov tokamak equilibria with shearad toroidal flow and anisotropic pressure
通过根据两个粒子的运动常数，即能量和环向角动量，选择适当的形变麦克斯韦离子和电子分布函数，我们将准中性等离子体的Vlasov轴对称平衡问题化为一个超越的Grad-Shafranov类方程.该方程的Dirichlet边界条件下的解析规定的边界具有较低的X-点，构建托卡马克平衡与环形剪切离子流和各向异性压力的数值求解。根据分布函数的变形，这些稳态可以具有在磁轴上达到峰值或中空的环形电流密度。这两种平衡可以看作是与磁轴上分布函数的对称性有关的一个分岔。
2015-08-10 physics.plasm-ph
On the polarization of shear Alfvén and acoustic continuous spectra in toroidal plasmas
本文采用了ESCCON程序来描述环形聚变等离子体中剪切Alfvén谱和连续谱的特征。ESTCON代码采用[Phys. of Plasmas \textbf{26}（8），082502（2019）]中讨论的局部Floquet分析，用于计算一般环形几何结构中连续光谱的全局结构。作为特殊的应用，参考平衡的偏滤器托卡马克测试和ASDEX升级等离子体被认为是。特别是，我们说明了模式极化的重要性，认识到在理想的MHD极限的连续光谱的各个分支的物理相关性。我们还分析了等离子体压缩效应和慢声近似的有效性。
2020-04-27 physics.plasm-ph
Effects of reversed magnetic shear on the plasma rotation stabilization of resistive wall modes in tokamaks
本研究利用AEGIS代码探究反磁剪切对托卡马克电阻壁模旋转稳定的影响，发现反磁剪切会拓宽不稳定窗口、降低旋转稳定效果，提高完全抑制所需的旋转频率阈值，对先进托卡马克的旋转稳定提出更严苛要求。
2025-09-01 physics.plasm-ph
Nonlinear coupling of reversed shear Alfven eigenmode and toroidal Alfven eigenmode during current ramp
提出并研究了两种新的反剪切阿尔芬本征模（RSAE）非线性饱和的非线性模式耦合过程。在第一个过程中，RSAE非线性耦合到一个共同传播的环形Alfven本征模（TAE）具有相同的环形和极向模式数，并产生测地线声学模式（GAM）。在第二个过程中，RSAE耦合到反向传播的TAE，并产生离子声波准模式（IAW）。这两个过程发生的条件在电流斜坡期间有利。这两个过程有助于有效地饱和阿尔芬不稳定性，以及非线性转移的能量从高能聚变α粒子燃料离子在燃烧等离子体。
2021-03-17 physics.plasm-ph
Nondiffusive suprathermal ion transport in simple magnetized toroidal plasmas
本文研究了在理想交换不稳定性驱动的静电湍流存在下，简单磁化环形等离子体中的超热离子动力学。从流体模拟的湍流场中使用的非相对论方程的离子运动计算超热示踪离子轨迹。超热离子分散开始于一个短暂的弹道阶段，在此期间粒子不与等离子体相互作用，随后是湍流相互作用阶段。在这个简单的系统中，我们观察到整个光谱的超热离子动力学，从亚扩散到超扩散，取决于束能量和湍流振幅。我们估计的弹道阶段的持续时间，并确定在相互作用阶段的基本机制，确定超热离子分散的光束能量和湍流波动幅度的字符。
2011-12-08 nlin.CD physics.plasm-ph
Zonal Flow Patterns: How Toroidal Coupling Induces Phase Jumps and Shear Layers
本文提出了一种新的带状流斑图形成的调频机理。该模型预测的概率分布函数的流强度以及演变的特征空间尺度。磁环诱导的全球相动力学，以确定的空间结构的流动。一个关键的结果是观察到的全球相位图案可以导致带状流的形成在湍流不均匀性的情况下。
2016-08-29 physics.plasm-ph
Symmetry breaking in MAST plasma turbulence due to toroidal flow shear
与托卡马克等离子体的微分环向旋转相关的流动剪切破坏了由磁平衡的上下对称性所施加的湍流波动的基本对称性。使用实验束发射光谱（BES）的测量和gyrokinetic模拟，这种对称性破缺的离子尺度的湍流MAST表现为倾斜的空间关联函数和有限的倾斜的波动密度场的分布。倾斜是平均流对湍流结构的“剪切”的统计表示。分布的偏斜度与剪切、近边缘等离子体湍流中长寿命密度结构的出现有关。在何种程度上，这些影响是明显的争论（与模拟的帮助下）依赖于从非线性稳定阈值的距离。远离阈值，对称性被有效地恢复。
2016-10-13 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
Zero-Turbulence Manifold in a Toroidal Plasma
在托卡马克等离子体中，剪切环向流会导致零湍流输运态的分叉。可以达到的最大温度梯度受到平行速度梯度驱动的亚临界湍流的限制。结果表明，q/ε（磁场节距/反纵横比）是剪切托卡马克湍流的关键控制参数。通过降低q/ε，可以在不触发湍流的情况下实现更高的温度梯度，在某些情况下，与在传输势垒中实验发现的温度梯度相当。在零磁剪切极限下，在参数空间（γ_E，q/ε，R/L_T）上映射出零湍流流形，其中γ_E为垂直流剪切，R/L_T为归一化逆温度梯度尺度。在何种程度上，它可以从线性理论构建进行了讨论。
2012-03-29 physics.plasm-ph
A current driven electromagnetic mode in sheared and toroidal configurations
托卡马克中的感应电场驱动平行的电子流。在非均匀、有限的β等离子体中，当电子流与离子热速度相当时，电磁陀螺动力学方程的阿尔文模式波解可以变成几乎纯粹增长的扭结模式。使用为动量传输研究开发的新的“低流量”版本的陀螺动力学代码GS 2 [Barnes等人2013 Phys.Rev.Lett. 111，055005]，我们能够模拟感应平行电场对电子分布的影响，以研究电流对稳定性的不稳定影响。我们确定高模式数扭结模式在GS 2模拟和剪切磁几何分析理论进行比较。我们表现出令人放心的协议与分析结果的模式频率和增长率的参数依赖性，以及关于径向模式结构。
2014-01-06 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
Transport Bifurcation Induced by Sheared Toroidal Flow in Tokamak Plasmas
采用第一性原理数值模拟方法研究了差动旋转托卡马克等离子体中的输运分岔现象。这种分叉在零磁剪切区比在有限磁剪切区更可能发生，因为在前一种情况下，垂直于磁场的剪切环向流分量对湍流有最强的抑制作用。在零磁剪切区，在任何有限的流动剪切值下都没有线性本征模增长。然而，亚临界湍流可以持续，由于由离子温度梯度（ITG）和平行速度梯度（PVG）驱动的模式的瞬态增长。尽管如此，在包含宽范围的温度梯度和速度剪切的参数空间中，存在抑制所有湍流的相当大的窗口。结合碰撞（新古典）机制相对较低的动量传输，这产生了从低温到高温和速度梯度的分叉的条件。这个分叉的路径是用大量的模拟插值绘制出来的。数值模拟也被用来构建一个参数模型，该模型准确地描述了温度梯度和流量梯度在很宽的范围内的值的组合效果。使用这个参数模型，它表明，在这个减少运输状态，热量几乎是新古典运输，而动量运输是由亚临界PVG湍流为主。它进一步表明，对于任何给定的输入扭矩，有一个最佳的输入热量的温度梯度最大化。参数模型既描述了亚临界湍流的行为，又描述了流动剪切对输运刚度的复杂影响。它可能被证明是有用的托卡马克与剪切流输运建模。
2011-09-12 physics.plasm-ph
Evolution of an arched magnetized laboratory plasma in a sheared magnetic field
拱形磁化结构在空间和实验室等离子体中很常见。本文给出了在剪切磁位形中弓形磁化等离子体（$β\approx 10^{-3}$，Lundquist数$\approx 10^{4}$，等离子体半径/离子回旋半径$\approx 20$）时空演化的实验结果。该实验旨在模拟与太阳大气中类似结构的形成和不稳定有关的条件。改变近水平叠加磁场的大小，研究其对弓形等离子体的扭曲和扭动的影响。此外，引导磁场的方向是不同的，以调查其在形成无论是正向或反向S形等离子体结构的作用。弓形等离子体中的电流远低于使其扭结不稳定所需的电流。观察到的拱形等离子体的扭动与较大幅度的叠加磁场的显着增加。当引导磁场的方向与初始弓形等离子体电流反平行时，观察到正S形弓形等离子体，而当引导磁场的方向与初始弓形等离子体电流平行时，观察到反S形弓形等离子体。
2021-11-16 physics.plasm-ph
The shear Alfvén continuum with a magnetic island chain in tokamak plasmas
用理想磁流体力学（MHD）理论研究了单岛链托卡马克的剪切阿尔文连续谱。我们已经考虑到环形几何形状和环形模式耦合的岛屿被认为是一个高度成形的仿星器。由于其极轴和环轴的不对称性，各种新的频率间隙在岛内部打开，例如螺旋诱导的阿尔文本征模（MAE）间隙和螺旋诱导的阿尔文本征模（HAE）间隙。我们已经表明，MAE间隙作为外环形阿尔文本征模（TAE）间隙到岛的延续。然而，随着岛屿的增长，合并的TAE/MAE间隙变得越来越窄，只剩下其原始宽度的一半，中等岛屿大小高达小半径的3.2%。此外，二维本征函数的连续模式的下尖端的MAE间隙现在有高度本地化的结构周围的岛屿的长轴，相反，通常的振荡的全球解决方案发现没有或低水平的环形不对称性-一个迹象表明的连续谱变得离散和密集。这些结果的频率，模式结构和连续阻尼的全球TAE驻留在间隙的影响。
2022-11-22 physics.plasm-ph
Shear Alfvén and acoustic continuum in general axisymmetric toroidal geometry
在理想磁流体动力学极限下，在一般几何的气球空间中，引入并求解了描述沿磁场线传播的剪切Alfvén波和离子声波的连续谱的方程。这种方法与Chu等人（1992）[Phys.Fluids B 4，3713（1992）]的早期分析是等价的，但在气球空间中的现有公式可以很容易地将其扩展到包括回转运动和三维平衡效应。特别是，在Chen和Zonca 2017 [Phys. Plasmas 24，072511（2017）]之后，采用MHD极限来说明简单情况下的一般方法，并在Floquet和Hill方程理论的框架内求解方程。剪切阿尔文和离子声波连续结构的广义等离子体惯性在一般的鱼骨状色散关系的连接也被说明和讨论。作为应用，计算了偏滤器托卡马克实验装置参考平衡的连续频谱。的结果进行了比较，所获得的MARS代码采用标准的方法，表现出良好的协议。
2019-09-06 physics.plasm-ph
Exact hybrid-kinetic equilibria for magnetized plasmas with shearing flows
上下文以剪切流为特征的磁化等离子体存在于许多自然环境中，例如地球的磁层顶和太阳风。所涉及的等离子体的无碰撞性质需要动力学描述。当剪切层的宽度为离子尺度时，可以采用混合Vlasov-Maxwell方法。目标。本文的目的是推导出明确的形式与平面剪切流的磁化等离子体的静态配置，在混合Vlasov-Maxwell描述。考虑两种配置：第一个具有相对于体速度倾斜定向的均匀磁场;第二个具有均匀大小的可变方向磁场。方法.通过结合粒子动力学研究得到的单粒子运动常数，得到定态离子分布函数。考虑到背景电磁场的局部近似，分析得出的分布函数的形式的初步信息。然后，建立了一个数值方法，以获得一般的轮廓的解决方案。结果显式的分布函数，发现允许获得的密度，体积速度，温度和热通量的配置文件。对分布函数中的各向异性和各向异性也进行了评价。在均匀斜磁场的情况下，检查数值模拟过程中的解决方案的平稳性。结论.所考虑的配置可以用作地球磁层顶的开尔文-亥姆霍兹不稳定性的模拟模型。
2020-10-14 physics.plasm-ph
Bohm-like Neoclassical Transport in Highly Collisional Toroidal Plasmas with High Density Gradients
针对高密度梯度强碰撞环形等离子体，发现碰撞抑制回流使真空环形场漂移主导输运并呈现类玻姆标度，经全轨道粒子模拟验证，可用于改进杂质输运建模。
2024-01-16 physics.plasm-ph
Studies of DC biasing of internal ring on plasma rotation and transport in a toroidal geometry
我们报告的结果进行实验，研究如何直流偏置相对于等离子体电位影响的等离子体状态的环形几何形状的Blaamann设备在特罗姆瑟。在这里讨论的实验中，一个直径小于限制器的环被集中在等离子体的大部分内，其偏压相对于等离子体电位而变化。在环的电子饱和电流制度，一个显着减少的波动水平进行了观察，和剪切极向速度发生在环的低场侧。当环在离子饱和电流状态下保持浮动或偏置时，该剪切被定位在与径向传输的最大值相同的径向位置处。对于后者的环偏置，极向速度没有剪切环的低场侧。在没有速度剪切的情况下，径向输运类似于以前没有环的实验。由于速度切变，径向输运被破坏。这种等离子体状态，具有非常低的径向传输和波动水平，以及等离子体密度约1017 m-3，被认为是提供一个合适的等离子体波传播的研究，在磁化等离子体弯曲的磁场线没有端部效应。
2004-11-20 physics.plasm-ph
Mathematical analysis of long-time behavior of magnetized fluid instabilities with shear flow
本文研究了一个复杂的Ginzburg-Landau（GL）型模型，它涉及到在Neumann边界条件下，具有给定剪切流的磁化环形等离子体边界中的流体不稳定性（称为边缘局域模）。对于一维区间上的模型，我们得到了下列普适结果。首先，如果剪切是弱的，有一个唯一的线性稳定的稳态扰动从非零常数稳态对应于零剪切的情况。第二，如果剪切力很强，则在区间内除了平凡的零解外，不存在合理的稳态。借助这些结果和全局吸引子的存在性，我们可以大大减少模型中解的长时间行为的情况。
2017-06-25 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Evidence of low-dimensional chaos in magnetized plasma turbulence
我们分析探头数据从环形磁化等离子体配置适合低频梯度驱动的不稳定性的研究。这些不稳定性会产生类似于中性流体中瑞利-贝纳德胞的场向对流卷，理论上可能会发展出类似的混沌路径。当使用平均场维数分析时，我们观察到低维，但这可能源于低维混沌，周期或准周期。因此，我们应用递归图分析以及最大李雅普诺夫指数的估计。这些分析提供了低维混沌的证据，与理论预测一致。
2008-03-10 physics.plasm-ph
Viscosity of the magnetized strongly coupled one-component plasma
利用平衡态分子动力学模拟和Green-Kubo关系计算了磁化单组分等离子体的粘性张量，包括5个独立的剪切粘性系数、1个体粘滞系数和1个交叉系数.一个广泛的库仑耦合和磁化强度条件进行了研究。磁化被发现强烈影响的剪切粘度系数时，陀螺频率超过库仑碰撞频率。随着库仑耦合强度和磁化强度的变化，确定了三个区域。格林-久保关系用于分离动能和势能对每个粘度系数的贡献，显示每个贡献如何取决于磁化强度。与平行于磁场的应力张量的分量相关联的剪切粘性系数，和与垂直于磁场的分量相关联的两个系数，都被发现合并到一个共同的值在强库仑耦合。
2020-07-16 physics.plasm-ph
Polytropic representation of the kinetic pressure tensor of non-ideal magnetized fluids in equilibrium toroidal structures
本文通过Chapman-Enskog展开构造解析解，证明非理想磁化流体在平衡环状结构中的动力学压力张量具有多方表示，方向性压力对密度呈幂律依赖，并探讨其在吸积盘环境中的应用。
2023-06-17 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Pressure anisotropy generation in a magnetized plasma configuration with a shear flow velocity
Kelvin Helmholtz不稳定性在磁化等离子体中的非线性演化与垂直流接近，或在超磁声制度可以产生显着的平行-垂直压力各向异性。这种各向异性，局部内部的流动剪切区域，可以使配置不稳定的镜子或消防水龙带的不稳定性，并在一般情况下，可以影响的发展KHI。太阳风和地球磁层赤道侧翼的磁层等离子体之间的界面为这种复杂的非线性动力学的发展提供了相关的背景。
2015-12-09 physics.plasm-ph physics.space-ph
A conservative scheme for electromagnetic simulation of magnetized plasmas with kinetic electrons
本文提出并验证了一种用于自旋粒子模拟磁化等离子体中电磁波和不稳定性的守恒格式。由漂移动力学方程导出的电子连续性方程，通过由平行矢势计算的扰动机械流，将电子密度扰动时间推进，由扰动分布函数计算的扰动正则流，求解平行矢势。在回旋粒子模拟中，利用这种新格式恢复了无剪切平板中的剪切Alfvén波频散关系和剪切柱体中的连续阻尼。新方案克服了传统微扰模拟方法对垂直网格尺寸的严格要求，即对于长波长Alfvén波，垂直网格尺寸必须与电子无碰撞趋肤深度一样小.新方案还避免了传统方法中由扰动密度计算的静电势与由扰动正则流计算的矢量势不一致而产生非物理意义上的大平行电场的问题。最后，与流体模拟相比，剪切柱体中Alfvén波的回旋粒子模拟具有更好的数值特性，流体模拟遭受与奇异模式结构相关的数值困难。
2017-12-03 physics.plasm-ph
Low-shear three-dimensional equilibria in a periodic cylinder
本文对具有磁通面套的非对称环形理想磁流体力学（MHD）平衡方程进行了展开，其中物理量在柱角$θ$和$z$上具有周期$2π$.在恒定的环向角通量表面的横截面被假定为近似圆形，并给出了圆柱形通量表面$r=1$的数据。此外，我们假设磁场线在最低阶磁通面上是闭合的，磁剪切相对较小。我们扩展了Weitzner [Physics of Plasmas 23，062512（2016）]在平坦环面中的早期工作，并证明了可以使用磁通量作为展开参数对所有阶进行幂级数展开。与平环面相比，柱面度规为展开式引入了某些新的特征。然而，处理共振奇点的基本方法仍然是相同的。结果，即使缺乏收敛性证明，再次支持光滑，低剪切非对称环形MHD平衡的可能性。
2019-02-26 physics.plasm-ph
How eigenmode self-interaction affects zonal flows and convergence of tokamak core turbulence with toroidal system size
本研究探究托卡马克微湍流本征模自相互作用对带状流的影响，发现其除产生定常剪切层外还驱动涨落型带状流，且该驱动互不相关，随环向模增多（系统尺寸增大）剪切率降低，存在区别于剖面剪切的有限尺寸效应。
2020-08-02 physics.plasm-ph
Nonlinear Terms of MHD Equations for Homogeneous Magnetized Shear Flow
本文导出了磁化流体不可压缩剪切流的MHD方程组，并考虑了它们在波矢空间中的解。线性化的方程给出了著名的慢磁声波的放大和描述的磁旋转不稳定性。我们分析中的非线性项导致了MHD（阿尔文和伪阿尔文）波的湍流和自持谱密度的产生。讨论了在k空间中弱湍流数值模拟和吸积盘有效粘性计算的前景。
2011-03-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Buneman instability in a magnetized current-carrying plasma with velocity shear
在磁重联中，常常会产生布尼曼不稳定性。了解束流中驱动布尼曼不稳定性的速度剪切如何影响波的增长和饱和，与磁重联中的湍流、加热和扩散有关。利用弱余弦速度剪切的Mathieu方程分析和Vlasov模拟，研究了由强磁化电子和冷非磁化离子组成的等离子体中剪切对动力学Buneman不稳定性的影响.在线性不稳定阶段，剪切增强了斜波和剪切电子束之间的耦合，导致更广泛的不稳定本征模与共同的较低的增长率。波耦合产生了空间电场的新特征，当电子空穴形成时，这些新特征可以持续到非线性阶段。较低的混合不稳定性同时发生在$k_{\shortparallel}/k_{\perp} \sim \sqrt{m_e/m_i}$与一个低得多的增长率，并不受速度剪切。
2011-05-02 astro-ph.SR nlin.PS physics.plasm-ph
Emergent kink stability of a magnetized plasma jet injected into a transverse background magnetic field
本文报道了在美国新墨西哥大学HelCat线性等离子体装置中，将磁化等离子体射流注入横向背景磁场的实验结果[M. Gilmore等人，等离子体物理学杂志81，345810104（2015）]。在等离子体射流离开等离子体枪枪口后，由背景磁场的增加的曲率引起的张力在射流中诱导高于理论扭结稳定阈值的剪切轴向流梯度。我们观察到，这种紧急剪切轴向流稳定的n=1扭结模式的射流，而扭结不稳定性时，没有背景磁场的射流。
2017-10-20 physics.plasm-ph
Three-dimensional evolution of magnetic and velocity shear driven instabilities in a compressible magnetized jet
在电阻磁流体力学框架下，研究了用平面中性/电流双涡面模拟的可压缩磁化射流的三维磁场和速度剪切联合驱动的不稳定性问题。流+电流片相互作用所产生的动态进行了分析，并考虑了基本字段的可变几何形状的影响。根据基本的渐近磁场位形，可以得到线性不稳定模式的选择规则。因此，该系统遵循两阶段的路径发展，要么通过一个完全三维的动态与快速演变的扭结模式导致最终的湍流状态，或者更确切地说，通过一个驱动二维不稳定模式，发展上的平行平面上的重连+合并过程发生。
2009-06-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph
The nonmodal kinetic theory of the macroscale convective flows of magnetized plasma, generated by the inhomogeneous microturbulenc
本文提出磁化等离子体中由非均匀微观湍流产生的大尺度压缩剪切对流流动的非模态动力学理论，基于两尺度方法求解Vlasov-Poisson方程组，涵盖流动形成、反作用及等离子体响应。
2025-09-10 physics.plasm-ph
Longitudinal wave instability in magnetized high correlation dusty plasma
研究了磁化高关联尘埃等离子体中的低频纵波不稳定性。考虑了粉尘荷电弛豫。结果表明，波的频率、尘埃的荷电弛豫、剪切粘度和粘弹性弛豫时间、尘埃的高相关耦合参数以及磁场的强度对波的不稳定性有显著的影响。
2003-06-18 physics.plasm-ph
The origin of transport barriers in toroidal plasmas
环形等离子体中的输运势垒被视为等离子体的热相和冷相之间的边界区域。这两相具有本质上不同的碰撞和输运性质，因此它们之间的边界区域对应于等离子体的比电阻率和输运系数的最小值。输运势垒区中的磁剪切行为和输运势垒的一些其他特性是该区域中最小等离子体电阻率的结果。环形等离子体中的振荡的起源被证明具有类似的性质。
2005-08-22 physics.plasm-ph
Vorticity Flow Stabilization of Magnetized Plasmas
给出了恒定温度下含涡剪切流中磁化等离子体的精确解。这是其次是修改这些解决方案的热磁电流在温度梯度的存在下。它表明，解决方案是不稳定的亚音速流，是稳定的，如果流动是超音速。结果被应用到线性z箍缩放电的涡剪切流稳定的问题。
2010-01-12 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Gyrokinetic ion and drift kinetic electron model for electromagnetic simulation in the toroidal geometry
电子的动力学效应对长波长磁流体动力学（MHD）不稳定性和短波长漂移Alfvenic不稳定性都很重要，因为非绝热电子可以与低频不稳定性相互作用，改变和驱动低频不稳定性。提出了一种新的守恒分裂权方法，用于托卡马克等离子体中漂移动力学电子的电磁场模拟，该方法在不牺牲物理特性的前提下，不受垂直网格尺寸对电子趋肤深度的数值约束，具有很大的计算优势.利用该模型验证了动力学Alfven波和无碰撞撕裂模的存在，并已将其应用于GTC程序中。该模型将用于微撕裂模和基于第一性原理的新经典撕裂模的模拟。
2017-02-05 physics.plasm-ph
Nonlinear saturation of toroidal Alfven eigenmodes via nonlinear mode couplings
本文提出了聚变等离子体中环形Alfven本征模（TAE）饱和机制的非线性模耦合的回旋运动理论，包括：1）TAE参数衰减为低动模（LKTAE）和测地声模（GAM）; 2）通过离子诱导散射增强TAE与剪切Alfven波（SAW）的耦合。我们的理论表明，对于实际感兴趣的参数范围内的TAE饱和，具有可比散射截面的几个过程可以是同样重要的。
2018-10-12 physics.plasm-ph
Electron-scale Kelvin-Helmholtz instability in magnetized shear flows
该研究针对相对论区域磁化环境下电子尺度开尔文-亥姆霍兹不稳定性（ESKHI）的解析色散关系缺失问题，推导了广义色散关系并计算增长率，通过PIC模拟验证了磁场对ESKHI增长率、波数等的调控作用及对直流磁场生成的抑制效应。
2025-02-23 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Reevaluation of the Braginskii viscous force for toroidal plasma
利用Braginskii的粘性应力张量模型，确定了作用在环形约束等离子体中的剪切力和回旋粘性力。比较以前的评价，其中包含一个不一致的治疗的径向导数，忽略了桨距角的影响。平行粘性贡献径向剪切粘性力，其可发展为对离子速度分布的足够的垂直不对称性。对托卡马克近平衡状态下的径向粘滞力进行了评价，结果表明理论与测量之间的定性一致性，表明了强环向流不纯等离子体放电的理论与测量之间的一致性。
2011-11-03 physics.class-ph physics.plasm-ph
Arbitrary amplitude inertial Alfven waves in homogeneous magnetized electron-positron-ion plasmas
本文给出了理想电子-正电子-离子（e-p-i）等离子体中惯性或慢剪切阿尔芬波（SSAW）的非线性方程组。利用Sagdeev势方法，得到了多组分等离子体中任意振幅SSAW的解析解。为了说明问题，还给出了几种不同情况下的数值解。发现SSAW的电子密度凹陷形成于超阿尔文区。在电子-离子等离子体中，非线性剪切阿尔芬波的振幅和宽度随着正电子浓度的增加而减小。孤子的宽度还取决于在e-i和e-p-i等离子体中微扰的传播方向。
2004-09-03 physics.plasm-ph
Destabilization mechanism of the collisional microtearing mode in magnetized slab plasmas
本文结合理论分析与含综合碰撞模型的回旋动理学模拟，阐明电子温度梯度驱动的碰撞微撕裂模因平行感应电场滞后而失稳，并定量刻画其不稳定区及非线性磁重联特征。
2023-04-25 physics.plasm-ph
Experimental observation of drift acoustic cnoidal waves in a magnetized plasma
Institute for Plasma Research, HBNI（等离子体研究所，HBNI）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Columbia Astrophysics Laboratory, Columbia University（哥伦比亚大学天体物理实验室，哥伦比亚大学）
研究在高离子-中性碰撞性磁化等离子体中观测到强背景密度梯度和显著ExB速度剪切下的非线性相干结构，发现漂移声波的高幅密度波动及周期锯齿状波形，通过cnoidal函数描述，为非线性演化和饱和提供新见解。
2026-04-21 physics.plasm-ph
Spin Hall effect of radiofrequency waves in magnetized plasmas
本文研究磁化聚变等离子体中射频波的自旋霍尔效应，用扩展几何光学射线方程计算波束位移，并通过全波模拟验证其可高达十个波长。
2023-08-09 physics.plasm-ph
Viscoelastic modes in a strongly coupled cold magnetized dusty plasma
本文用广义流体动力学模型研究了强耦合、冷、磁化尘埃等离子体中的低频模。由于尘埃粒子之间的强相关性和由磁场赋予的张应力，这种等离子体表现出弹性特性。结果表明，在这种介质中存在纵向压缩阿尔芬模和弹性修正的横向剪切模。这些集体模式的特点建立和讨论。
2013-10-29 physics.plasm-ph
Overstability of acoustic waves in strongly magnetized anisotropic MHD shear flows
本文对具有速度剪切和强磁场的各向异性MHD流中扰动模的线性稳定性进行了分析。无碰撞或弱碰撞等离子体的16动量MHD流体封闭模型内描述，它不仅考虑到压力各向异性的影响，但也各向异性的热通量的影响。该模型将低频声波分解为标准声模、高频快热声波和低频慢热声波。结果表明，当热流参数超过某个临界值时，热声波变得不稳定并呈指数增长。看来，速度剪切使热声波过稳定，即使在亚临界热流参数。因此，当热通量的影响不是深刻的声波将增长，由于速度剪切，而在超临界热通量的流动显示可压缩的热不稳定性。各向异性热不稳定性在天体物理环境中也很重要，它将限制低密度电离各向异性流所能维持的最大磁场值。
2015-12-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Burst statistics of fluctuations in a simple magnetized torus configuration
在由纯环形磁场约束的环形等离子体中，等离子体输运由环形截面的低场侧上的凹槽交换不稳定性驱动的静电湍流支配。在本文中，我们重新获得的实验数据在特罗姆瑟大学的Blaamann环面。在短于极向旋转时间的时间尺度上，在静止的朗缪尔探针上测量的电势和电子密度波动的时间序列基本上反映了湍流场的空间极向结构（泰勒假设）。在这些时间尺度上的信号揭示了一个间歇性的字符暴露通过分析的概率密度函数和计算的多重分形维数谱在不同的制度的时间尺度。这种不稳定性与信号中明显尖峰的形状和分布有关。在比旋转周期长得多的时间尺度上，等离子体势存在强烈的全局波动，这被证明是低维混沌动力学的结果。
2009-04-19 physics.data-an physics.plasm-ph
Non-linear dynamo waves in magnetized shear flows: a candidate mechanism for the solar cycle
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）
该研究提出磁化剪切流中的非线性发电机波作为太阳周期机制，通过精确解揭示11年反转与观测相符，并解释长周期调制，支持浅层剪切层起源。
2026-09-28 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Anomalous Transport In Magnetized Shear Flow
在热宇宙快速膨胀的初始阶段之后，是温度下降和随后形成致密氢云的时期。由于吸积的过程，一些云变成了致密的物体。最初的吸积是球形的，但后来采取了圆盘的形状，这个2D圆盘比3D球体更有效地收集物质。吸积盘提供了角动量重新分配和位能提取的机制，导致致密天体从气云中出现。为了沿着中心引力体上的螺旋轨道运动，粒子的旋转必须减少角动量和能量。由于粘性摩擦，角动量的产生和气体粒子在相反方向（与中心体）的运动发生。我们可以认为圆盘是由多个相邻的环相互摩擦组成的，每个内环对相邻的外环都有一个大的角速度，从而使驱动环的摩擦力内部的速率减小。吸积流中强耗散的发生是天体物理学中长期未解决的问题之一。揭示磁化湍流如何产生剪切应力张量对理解吸积盘的加热机制和角动量输运具有重要意义。角动量以极大增强的速率传输对于宇宙起源学的主要问题是重要的，即理解紧凑天体物理物体的创建动力学。如果没有一个理论来解释湍流磁化等离子体吸积流中增强的能量耗散，我们就无法清楚地了解我们的太阳系是如何形成的，为什么太阳的角动量只有太阳系角动量的2%，而携带着太阳系99%的质量。
2016-11-10 astro-ph.EP physics.plasm-ph
On O-X mode conversion in a cold magnetized 2D inhomogeneous plasma in the electron cyclotron frequency range
本文导出了一组简化的偏微分波动方程，该方程适用于转换层靠近O模截止面的情况，并考虑了磁场的二维不均匀性，且不限制环向和磁场方向之间的夹角。给出了导出方程组的解的积分表示。对于O模截止面与X模截止面夹角较小的特殊情况，得到了电场分量和转换系数的显式表达式，并详细讨论了其性质。
2006-09-27 physics.gen-ph 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
Nontrivial topology in the continuous spectrum of a magnetized plasma
通过不同物质之间的拓扑相和拓扑边态对物质进行分类是近年来人们非常感兴趣的一个课题。虽然晶格一直是这些研究的主要背景，但这种物理学的一个相对未探索的领域是连续流体。在典型的情况下，流体模型的点谱，非平凡的拓扑结构和相关的边缘模式已经观察到以前。然而，另一种可能性是连续谱可以与点谱共存。在这里，我们证明了流体等离子体模型可以在其连续谱内具有非平凡的拓扑结构，并且在拓扑结构不同的区域之间的界面处存在边界模式。我们考虑理想磁流体动力学（MHD）模型。在磁剪切的存在下，我们发现非平凡的拓扑结构中的阿尔文连续。对于强剪切，陈数为$\pm 1$，取决于剪切的符号。如果等离子体中的磁剪切改变了符号，则会发生拓扑相变，并且体-边界对应关系则表明局部化到零磁剪切层的模式。我们证实了这种模式的存在数值。此外，这种反向剪切阿尔文本征模（RSAE）在磁聚变中是众所周知的，因为它已经在几个托卡马克中观察到。在研究如何在小尺度下正则化MHD模型时，我们还考虑了霍尔MHD的电子极限。我们表明，哨声带，在行星电离层中起着重要的作用，具有非平凡的拓扑结构。更广泛地说，这项工作提出了一种可能性，即聚变装置可以被仔细定制，以产生具有潜在有用行为的其他拓扑状态。
2020-09-17 astro-ph.SR cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Nonlinear mode coupling and energetics of driven magnetized shear-flow turbulence
本研究针对二维磁化开尔文-亥姆霍兹不稳定性驱动湍流的饱和问题，通过引入本征模非线性耦合拓展能量转移分析，揭示了大尺度稳定模在湍流饱和中的关键作用，并提出了适用于聚变和天体物理等离子体的降阶湍流模型思路。
2023-07-17 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
