Modification of the resistive tearing instability with Joule heating by shear flow
本研究利用开源磁流体力学光谱工具Legolas，探究了剪切流对两种可压缩等离子体片构型中含焦耳热的线性电阻性撕裂不稳定性的影响，发现多磁零面下剪切流会改变撕裂行为，且增长率存在偏离解析标度律的区间，凸显了数值研究的必要性。
2024-02-19 physics.plasm-ph
Comparison between resistive and collisionless double tearing modes for nearby resonant surfaces
线性不稳定性和非线性动力学的碰撞（电阻）和碰撞（由于电子惯性）双撕裂模式（DTM）的比较与使用的一个简化的圆柱模型的托卡马克等离子体。我们专注于两个q = 2谐振表面位于一个小的距离分开的情况下。研究发现，无论是磁重联机制、电阻率还是电子惯性，增长最快的线性本征模都可能具有高的极向模数m ~ 10。在无碰撞的情况下，不稳定模的谱趋于更宽。在非线性制度，它示出，在这两种情况下，快速增长的高m DTM导致涉及小磁岛结构的环形崩溃。此外，由于无碰撞重连的可逆性和强ExB流，无碰撞DTM表现出多个重连循环。无碰撞重联导致一个饱和的稳定状态，而在碰撞的情况下，电阻衰减保持系统弱动态驱动它回到不稳定的平衡保持源项。
2007-04-05 physics.plasm-ph
Resistive Wall Tearing Mode Disruptions
本文研究电阻壁撕裂模 disruptions，指出高导电壁和主动反馈可缓解此类 disruptions，并通过模拟表明典型托卡马克 disruptions 可能本质上是 RWTM。
2024-01-13 physics.plasm-ph
Effects of Line-tying on Resistive Tearing Instability in Slab Geometry
在约化磁流体力学（RMHD）框架下研究了线束缚对板状结构中电阻撕裂不稳定性的影响。\citep{KadomtsevP1974,Strauss1976}研究发现，线结具有稳定效应。当系统长度$L$小于临界长度$L_{c}$时，撕裂模式稳定，该临界长度与电阻率$η$无关。当$L$不比$L_{c}$长太多时，生长速率$γ$与$η$成比例。当$L$足够长时，恢复撕裂模式缩放$γ\simη^{3/5}$。从$γ\simη$到$γ\simη^{3/5}$的转变发生在转变长度$L_{t}\simη^{-2/5}$处。
2015-12-04 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Prevention of resistive wall tearing mode major disruptions with feedback
本文针对电阻壁撕裂模（RWTM）引发的大破裂问题，提出q₇₅<2的判据（在高低β下均有效），并指出通过反馈模拟理想壁面可防止大破裂，为聚变装置的稳定运行提供理论与方法支持。
2024-11-28 physics.plasm-ph
Dynamics of resistive double tearing modes with broad linear spectra
研究了托卡马克等离子体简化圆柱模型中安全因子q=1和q=3时电阻性双撕裂模的非线性演化。我们专注于谐振表面是一个小的距离分开的情况下。最近的数值研究表明，在这样的配置高m模式是强烈不稳定的。在本文中，它首先表明，线性DTM理论预测的优势，高m DTM。从现有的线性理论出发，得到了估算最快增长模极向模数m_peak的半经验公式。其次，使用非线性模拟，它表明，快速增长的高m模式的存在下，导致快速湍流崩溃的环形区域，从而形成小的磁岛结构。此外，考虑到低m模式的演变，特别是全球m=1的内部扭结，它可以通过耦合到快速增长的线性高m DTM进行非线性驱动。讨论了影响动力学细节的因素。这些结果可能是相关的磁流体动力学（MHD）活动附近的最小的q的理解，因此可能感兴趣的研究与先进托卡马克的稳定性和约束。
2007-03-01 physics.plasm-ph
MST Resistive Wall Tearing Mode Simulations
本文通过模拟研究 MST 装置中的电阻壁撕裂模和电阻壁模不稳定性，预测其可导致破裂但热猝灭时间远长于实验脉冲时间，并揭示了 RWTM 向 RWM 的平滑转变条件。
2023-02-23 physics.plasm-ph
Nonlinear Evolution of q=1 Triple Tearing Modes in a Tokamak Plasma
在托卡马克等离子体中具有两个或三个q=1（q是安全因子）共振面的磁位形中，极向模数m远大于1的电阻磁流体动力学模是线性不稳定的。研究发现，这些高m值的双或三撕裂模通过非线性相互作用显著增强了m=1模的增长。这可以解释内部电阻扭结的突然发生，即，快速触发器基于随后的重联动力学，可以继续没有形成的m=1的岛屿，它建议，高m三重撕裂模式是一个可能的机制，无磁共振部分崩溃期间的磁共振振荡。
2005-03-09 physics.plasm-ph
Effect of externally applied resonant magnetic perturbations on resistive tearing modes
State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学电磁工程与技术国家重点实验室）；Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, EURATOM association（德国马普等离子体物理研究所，欧洲原子能共同体联合机构）
研究J-TEXT托卡马克中鞍形线圈产生的静态共振磁扰动对撕裂模的影响，发现适当幅度的RMP可部分稳定m/n=2/1撕裂模而不引发锁模，并通过数值模拟分析了等离子体参数的作用。
2026-07-01 physics.plasm-ph
Stratified Resistive Tearing Instability
本文在Boussinesq近似下研究稳定分层对电阻撕裂不稳定性的影响，发现最快增长模式的长度尺度随分层强度非单调变化，并用数值求解验证了解析结果，进而讨论其在太阳差旋层中的适用性。
2024-08-23 astro-ph.SR math-ph math.MP
On the stabilisation of locked tearing modes in ITER and other large tokamaks
托卡马克中的撕裂模式通常在小的时候旋转，然后在大的时候锁定在固定的位置。对当今设备的研究几乎完全集中在旋转模式的稳定上，因为人们认为避免锁定模式是必要的。然而，在较大的设备中，在旋转阶段期间的稳定是困难的快速锁定在小岛的宽度，和稳定波驱动的电流分布的大加宽。相比之下，锁定时较小的岛宽度不仅减轻了锁定模式的有害后果，而且还允许其有效稳定。因此，在大型设备上，允许模式在稳定之前自然增长和锁定变得令人惊讶地有利，挑战了旋转阶段期间新古典撕裂模式稳定的主流策略。计算结果表明，ITER托卡马克应采用锁岛稳定策略，这对聚变增益和分裂度有很大的潜在影响。
2022-05-07 physics.plasm-ph
The Role of Thermal Conduction in Tearing Mode Theory
在一般的环形几何中，分析了各向异性热扩散率对撕裂模稳定性的作用。的色散关系连接的增长率的撕裂模式的稳定性参数，德尔塔，推导出。通过使用经过修改以包含此类热传输的电阻性MHD代码来计算撕裂模式增长率，采用色散关系来确定有限等离子体压力情况下的Delta，这些压力通过简单电阻性MHD模型中的有利平均曲率来稳定。我们还证明了相同的代码也可以用于计算基函数[CJ Ham等人，Plasma Phys.Control. Fusion 54（2012）105014]需要构建Delta。
2014-10-27 physics.plasm-ph
The effect of shear flow on the resistive tearing instability
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克学院）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）
本研究探讨了强剪切流对电阻性撕裂不稳定性的影响，发现剪切流会抑制不稳定性增长，且最大增长速率的波数随流体剪切强度增加而增大。
2025-03-26 physics.plasm-ph physics.space-ph
Resistive tearing: numerical exploration of nonmodal effects
本研究推导了不可压缩电阻性MHD的非模态稳定性工具与预解算子，通过数值模拟探究了瞬态增长对撕裂模的触发作用，发现其具有强范数依赖性且无法触发完全等离子体不稳定性，为等离子体湍流研究提供了新参考。
2024-10-28 physics.plasm-ph
Error field penetration and locking to the backward propagating wave
共振场放大或误差场穿透涉及驱动旋转环形等离子体中的弱稳定撕裂扰动。本文证明了有限实频率模式$ω_{r}$的锁定特性与传统的结果有很大的不同。假设等离子体坐标系中的模式具有频率$\pmω_{r}$，对撕裂模振幅的计算表明，当实验室坐标系中的稳定后向传播模式（$-ω_{r}$）的频率为零时，即当$v=ω_{r}/k$时，撕裂模振幅最大。甚至更重要的是，锁定扭矩在模式相速度下精确地为零，在更高的旋转下具有明显的峰值，导致锁定状态，其中等离子体速度$v$刚好高于实验室帧中的模式相速度。已知实频率$\pmω_{r}$，导致$v\rightarrow-v$对称性，由于Glasser效应而发生[A.H.格拉瑟，J.M.格林和J.M. Johnson，Phys. Fluids { \bf 19}，567（1976）.]对于惯性-惯性（RI）区域中的模式。因此，这导致等离子体速度锁定在刚好高于相速度。它还表明，类似的实频率发生在一个范围内的参数在粘阻（VR）制度与压力，和锁定扭矩是类似的RI制度。在其他撕裂模式区域中，由于抗磁效应而出现实频率，并且也显示出这种效应，但没有$v\rightarrow-v$对称性。对于弱稳定模态或大误差场，讨论了非线性对模态幅值和力矩的影响。此外，还讨论了在环形等离子体中施加不同螺旋度的外场来驱动剪切流的可能性。
2015-08-10 physics.plasm-ph
Tearing mode stability calculations with pressure flattening
托卡马克撕裂模稳定性的计算方便地分为一个外部区域，在边缘稳定的理想MHD是适用的，和谐振层周围的合理的表面需要复杂的动力学物理。这两个区域通过稳定性参数耦合。压力和电流的扰动局部周围的合理的表面改变撕裂模式的稳定性。方程的外部解决方案的变化，并推导出任意扰动的轴对称环形几何形状。对于四种压力平坦函数，解析地得到了有和无压力平坦的-的关系。电阻MHD代码不包含适当的层物理，因此不能直接预测稳定性。但是，它们可以用来计算-。现有方法（Ham等人，2012 Plasma Phys. Control. Fusion 54 025009）用于从电阻代码中提取的方法在合理表面处存在有限的压力梯度并且由于Glasser稳定效应而具有有利的平均曲率时是不令人满意的。为了克服这个困难，我们引入了一个特定的压力平坦化功能，允许使用较早的方法。该技术首先在圆柱形几何形状与人工有利的曲率数值测试。它的应用，然后证明了环形几何使用环形托卡马克撕裂模稳定性代码T7（菲茨帕特里克等人，1993年核聚变33 - 1533），它使用一个近似的解析平衡。应用这种方法的电阻MHD代码，如MARS-F（刘等2000年物理等离子体7 3681），利用一个完整的环形平衡的前景进行了讨论。
2013-08-09 physics.plasm-ph
Tearing Instability in Gyrotropic MHD: Effects of Equilibrium Pressure Anisotropy
Escola de Artes, Ciências e Humanidades, University of São Paulo（圣保罗大学艺术、科学与人文学院）；Astrophysics Division, National Institute for Space Research（国家空间研究所天体物理部）
本文在回转MHD框架下，考虑平衡压力各向异性，推导了电阻撕裂模的线性理论，发现各向异性改变理想外区匹配参数和电阻内层动量平衡，修正了增长率标度律，并通过数值计算验证了结果。
2026-06-23 physics.plasm-ph
Resistive Hose modes in Tokamak Runaway Electron Beams
该研究针对托卡马克破裂产生的逃逸电子束，通过线性计算与模型对比发现电阻软管不稳定性在大电阻率下增长快于撕裂模且与等离子体响应解耦，还估算出DIII-D装置中其占主导的温度区间。
2023-08-23 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Viscous effects on nonlinear double tearing mode and plasmoid formation in adjacent Harris sheets
本文基于NIMROD程序中的电阻MHD模型，研究了粘性对相邻Harris片中双撕裂模（DTM）演化的影响。类似于撕裂模式在传统的单哈里斯片，过渡观察到在生成的正常和怪物等离子体团在Pr = 1。在DTM的Pr < 1状态下，正常等离子体团（小等离子体团）与怪物等离子体团一起产生，而在单撕裂模（STM）情况下，没有观察到这样的产生。当Pr高于临界值时，怪物等离子体团的产生停止。相应地，在Pr < 1的区域，四极流沿极向平流，但在Pr > 1的区域，这种流平流被抑制。
2022-11-16 physics.plasm-ph
Resistive MHD Modelling of Quasi-Single Helicity State in the KTX Regimes
利用NIMROD程序对KTX实验中准单螺旋态的形成进行了电阻性MHD模拟研究。我们重点研究了有限电阻率对KTX有限$β$圆柱形反场箍缩模型中主要线性和非线性电阻撕裂模的模式结构和特性的影响。在Lundquist数为$S=5 \times 10^4$的KTX的典型电阻区中，等离子体在经过具有多螺旋度的初始瞬态阶段后过渡到稳定的QSH状态。QSH态的主模由主线性撕裂模不稳定性发展而来。在较低的$β$体系中，QSH态是间歇性的，持续时间较短;在较高的$β$体系中，QSH态持续时间较长，在实验中更容易观察到。
2017-08-31 physics.plasm-ph
Resistive Tearing Instability in Electron-MHD: Application to Neutron Star Crusts
我们研究了电阻性撕裂不稳定性的发展，在一个系统的发展，通过霍尔漂移的电子磁流体极限和欧姆耗散的综合作用。我们首先探讨线性情况下的指数增长的不稳定性，我们找到增长最快的模式，相应的本征值和色散关系。不稳定性增长率的比例为$γ\propto B^{2/3} σ^{-1/3}$，其中$B$是磁场，$σ$是电导率。我们确认的撕裂电阻不稳定性的发展，在完全非线性的情况下，在一个平面平行配置的磁场极性反转，通过模拟系统在霍尔平衡与一些叠加扰动。在瞬态阶段之后，在该瞬态阶段期间存在磁场的一些微小重排，扰动以指数方式增长。一旦不稳定性充分发展，磁场形成特征岛和X型重联点，其中欧姆衰减增强。我们讨论了这种不稳定性的影响，局部磁场演化中子星的地壳，提出它可以有助于加热附近的恒星表面，磁星后爆冷却模型所建议的。特别是，我们发现，一个电流片几米厚，覆盖少至$1\%$的总表面可以提供$10^{42}~$尔格的热能在几天内。我们简要地讨论了这种不稳定性在其他系统中的霍尔效应的运作，如原行星盘和空间等离子体的应用。
2016-09-08 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
"Ideal" tearing and the transition to fast reconnection in the weakly collisional MHD and EMHD regimes
本文讨论了在无碰撞极限下薄电流片中撕裂不稳定性向快速增长的转变，其中电子惯性驱动重联过程。先前已经提出，在电阻性MHD中，对于具有宏观长度L的当前片材，存在可以达到的自然最大纵横比（片材长度和宽度与厚度的比率），极限由撕裂模式增长时间与宏观尺度上计算的阿尔文时间具有相同数量级的事实提供（Pucci和Velli（2014））。对于具有小于临界纵横比的电流片，随着Lundquist数S的增加，归一化增长率趋于零，而对于具有大于临界纵横比的电流片，增长率随S发散。在这里，我们进行了类似的分析，但与电子惯性作为违反磁通量守恒的长期：以前发现缩放的临界电流片的长宽比与伦德奎斯特数一般化，包括依赖的比例$(d_e/L)^2$，其中德是电子集肤深度，它表明，有限制缩放，如在电阻的情况下，导致在理想的时间尺度上增长的重连模式。然后考虑有限拉莫尔半径效应，并提出基于“理想”重联的重新标度论点来解释电流片演化数值模拟中自然出现的二次快速重联状态。
2015-10-30 physics.plasm-ph
Shear flow effects on double tearing mode global magnetic reconnection
研究了磁岛之间存在极向剪切流时的全球重联动力学。根据电阻率的值和低阶谐振表面之间的距离来识别不同的线性区域。结果发现，存在一个小的剪切流的影响，并显着延迟全球重联过程。它示出，这种延迟是链接到对称性的破坏所施加的剪切流的存在和产生的平均极向流中的电阻层。
2009-12-04 physics.plasm-ph
Quasilinear drift kinetic theory of alpha particle transport by neoclassical tearing modes
本文建立α粒子与新经典撕裂模相互作用的准线性漂移动力学理论，解释NTM导致显著通行α粒子输运的机制，并指出其仅适用于小振幅情形。
2024-11-19 physics.plasm-ph
Tearing instability and current-sheet disruption in the turbulent dynamo
传导等离子体中的湍流可以放大被称为湍流或小规模发电机的种子磁场。相关的增长率和出射磁场的几何形状敏感地依赖于等离子体的材料性质，特别是雷诺数${\rm Re}$，磁雷诺数${\rm Rm}$，和它们的比率${\rm Pm}\equiv{\rm Rm}/{\rm Re}$。对于${\rm Pm} > 1$，放大的磁场逐渐排列成折叠结构，在电阻尺度方向反转，在较大的流动尺度磁力线弯曲。当平均磁能增长到与流体运动近似均分时，这种折叠结构被认为会持续下去。使用分析理论和高分辨率MHD模拟与雅典娜++代码，我们表明，这些磁褶皱变得不稳定撕裂期间的发电机的非线性阶段的${\rm Rm}\gtrsim 10^4$和${\rm Re}\gtrsim 10^3$。一个${\rm Rm}$-和${\rm Pm}$-依赖撕裂规模，在和低于折叠被破坏，理论上预测，并发现匹配以及在模拟中测量的特征场反转规模。撕裂破坏褶皱增加了粘性耗散与阻力耗散的比率。在饱和状态下，磁能谱表现出一个子撕裂尺度陡峭的斜率一致的撕裂介导的阿尔夫文湍流的预测。它的光谱峰值似乎是独立的电阻规模和可比的驱动规模的流量，而磁能驻留在一个广泛的范围内的规模延伸到现场反转规模设置撕裂。在湍流发电机的饱和状态下出现一定程度的大尺度磁相干性可能与星系团中磁场波动的观测结果和最近的实验室实验相一致。
2022-10-13 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Linear Theory of Visco-Resistive Tearing Instability
本文将修正LSC理论扩展至黏滞-电阻MHD，引入有限上游开放边界，给出阻止撕裂不稳定性正向级联的临界条件。
2024-03-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
On the relationship between the multi-region relaxed variational principle and resistive inner layer theory
本文利用 SPEC 实现 MRxMHD 稳定性计算，揭示其变分能量原理与电阻奇异层理论在线性撕裂模稳定边界上的对应关系。
2022-09-12 physics.plasm-ph
The nonlinear dynamo effect of tearing modes
从电阻磁流体力学方程出发，导出了撕裂模的非线性发电机效应。发电机效应分为平行和垂直于磁场的两部分。首先考虑无力等离子体。研究发现，平行发电机效应在有理曲面的不同侧面驱动相反的电流密度，使得$λ=\boldsymbol{j}\cdot\boldsymbol{B}/|\boldsymbol{B}|^2$轮廓在有理曲面附近完全变平。湍流等离子体有许多有理曲面，这意味着等离子体趋于松弛到泰勒态。相反，在离有理曲面稍远的地方，平行发电机效应要小得多，非线性发电机形式近似于拟线性形式。其次，包括压力梯度。发现平行发电机效应使$\boldsymbol{j}\cdot\boldsymbol{B}$分布变平，而不是$λ$分布变平。此外，撕裂模的垂直发电机效应可以消除有理面附近的压力梯度。此外，我们的结果也为撕裂模理论中磁岛中电流密度平坦的假设提供了另一个依据。
2021-01-11 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
A novel computation of the linear plasma response to a resonant error field in single-fluid rotating visco-resistive MHD
本文重新审视单流体旋转粘阻MHD中对共振误差场的线性等离子体响应，评估径向傅里叶变换方法有效性、推导新Δ'全局公式及锁定模EF振幅阈值，发现单/双流体MHD选择在此问题中不关键。
2025-02-14 physics.plasm-ph
The linear tearing instability in three dimensional, toroidal gyrokinetic simulations
使用全球陀螺动力学湍流代码GKW对三维环形几何中的经典撕裂模式进行了线性陀螺动力学模拟。结果与圆柱形理想磁流体动力学和解析理论计算结果进行了比较。通过改变电流分布、碰撞度和压力梯度，研究了该模式的稳定性、增长率和频率。无碰撞和半碰撞撕裂模式被发现与两者之间的平滑过渡。一个剩余的，有限的，旋转频率的模式，即使在缺乏压力梯度的观察，这是由于环形有限Larmor半径的影响。当在低碰撞性下存在压力梯度时，模式以预期的电子抗磁频率旋转。然而，岛旋转反转方向在高碰撞。的增长率被发现遵循$η^{1/7}$标度与碰撞电阻率在半碰撞制度，紧随Fitzpatrick发现的半碰撞标度。该模式的稳定性密切遵循的稳定性，使用电阻MHD理论，然而，由于环形耦合和压力效应的修改被视为。
2014-08-01 physics.plasm-ph
An active feedback recovery technique from disruption events induced by m=2 n=1 tearing modes in ohmically heated tokamak plasmas
本文介绍了在RFX-mod装置上对m=2，n=1撕裂模进行磁反馈控制的实验结果。q（a）<2等离子体中m=2，n=1非共振电阻壁模（RWM）的反馈抑制是RFX-mod的一个公认结果，而q（a）>2平衡态中撕裂模的控制则是一个比较困难的问题。实际上，只有当共振面q=2接近等离子体边缘，即2<q（a）<2.5，且电子密度不超过Greenwald极限的一半时，才能通过反馈阻止振幅m=2，n=1的撕裂模引起的破裂。因此，撕裂模式和q（a）控制的组合技术已被开发，以恢复从最关键的条件下的放电：潜在的破坏性撕裂模式被转换为相对良性的RWM突然降低q（a）低于2。实验证明了100%的成功案例的概念。根据RFX-mod环形回路电压电源的能力，通过等离子体电流实现了q（a）的控制，并提出了一种通过作用于等离子体形状来控制q（a）的方法，该方法适用于中等尺寸的细长托卡马克装置。
2015-03-03 physics.plasm-ph
Energy spectrum of tearing mode turbulence in sheared background field
本文研究了剪切背景磁场中撕裂模湍流的能谱。我们考虑的情况下，重叠的大尺度模式的非线性相互作用搅动了一个广泛的小尺度模式，产生撕裂模式湍流。这种湍流的频谱是感兴趣的，因为它是相关的小规模的反作用到大规模的字段。本文所讨论的湍流与传统的MHD湍流的区别主要体现在两个方面：一是存在许多线性稳定的小尺度模式，这些模式在能量级联过程中产生了有效的阻尼;另一个是由倾斜剪切背景场的大尺度模式引起的与尺度无关的各向异性，这与在传统的弱湍流或临界平衡湍流理论中经常遇到的尺度相关的各向异性相反。这两个差异导致能谱偏离简单的幂律行为，表现为幂律乘以指数衰减的形式。利用粘性电阻MHD方程进行了数值模拟，验证了我们的理论预测，数值结果与我们的模型有较好的一致性。
2018-07-19 physics.plasm-ph
Impurity radiation seeding of neoclassical tearing mode growth
本文利用NIMROD模拟研究杂质辐射冷却如何通过电阻撕裂不稳定性播种并触发NTM，揭示抗磁电流与新经典电子黏性诱导自举电流的驱动作用。
2024-10-28 physics.plasm-ph
Resistive instabilities of current sheets in stratified plasmas with a gravitational field
Institute for Fusion Studies, Department of Physics, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校物理系聚变研究所）；Department of Physics, Faculty of Science, Assiut University（阿西尤特大学理学院物理系）
研究了重力场中分层等离子体中电流片的电阻不稳定性，发现不利分层会增强撕裂模式的不稳定性，而有利分层则抑制重联过程。
2026-09-14 physics.plasm-ph physics.space-ph
Structure and overstability of resistive modes with runaway electrons
研究了逃逸电子流对托卡马克中电阻磁流体动力学模色散关系的影响。我们提出了一个新的理论模型来推导色散关系，这是基于对模式的电阻层结构的渐近分析。研究发现，除了传统的电阻层外，还可以出现一个新的逃逸电流层，其性质取决于Alfvén速度与逃逸电子对流速度的比值。由于该层的贡献，撕裂模和扭结模除了具有增长率之外，还将具有真实频率。推导的色散关系已与数值结果进行了比较，使用简化的本征值计算和M3 D-C1线性模拟，并发现在两种情况下，良好的协议。
2020-09-10 physics.plasm-ph
Direct prediction of saturated neoclassical tearing modes in slab using an equilibrium approach
École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Princeton University（普林斯顿大学）
本研究首次基于泰勒弛豫变分原理，利用SPEC平衡求解器直接预测平板位形下新经典撕裂模的饱和状态，计算速度远快于传统电阻MHD模拟，且与解析模型结果吻合良好。
2024-07-04 physics.plasm-ph
Normal-Field Evolution and the Breakdown of Classical Tearing in Current Sheets
Escola de Artes, Ciências e Humanidades, University of São Paulo（圣保罗大学艺术与人文学院）
该研究揭示有限法向磁场在撕裂时间尺度上演化电流片背景，通过阿尔文波前增宽中性层并削弱经典电阻撕裂，导致增长率显著下降，从而动力学抑制线性放大。
2026-10-02 physics.plasm-ph physics.space-ph
Eliminating Tokamak Disruptions with Feedback
本文通过分析DIII-D数据识别出电阻壁撕裂模导致破裂的两个判据，提出利用主动反馈和拉长率控制来稳定高β模式，并指出ITER可用RMP线圈预防破裂。
2025-09-10 physics.plasm-ph
Tearing Stability Prediction Combining Toroidal Calculations With a Two-Fluid Slab Layer
Columbia University（哥伦比亚大学）；Seoul National University（首尔大学）
本文提出了一种结合环形计算与双流板层的撕裂稳定性预测方法，通过SLAYER和STRIDE代码有效评估等离子体稳定性，为托卡马克装置的设计和安全运行提供支持。
2026-03-12 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Unified theory of the semi-collisional tearing mode and internal kink mode in a hot tokamak: implications for sawtooth modelling
在JET等大型热托卡马克中，电阻模重连层的宽度由半碰撞电子动力学决定，远小于离子拉莫尔半径。首先，在此制度下有效的色散关系推导出提供了一个统一的描述漂移撕裂模式，动力学阿尔芬波和内部扭结模式在低β。撕裂模稳定性研究分析恢复稳定的离子轨道效应，以前得到的Cowley等。[物理流体（29）3230 1986]，这意味着大值的撕裂模稳定性参数“德尔塔素数”需要不稳定性。其次，在高β，它示出的撕裂模式与动力学阿尔芬波相互作用，并有一个绝对的稳定所有的“三角洲素数”由于屏蔽效应的电子温度梯度，延长德雷克等人的结果。等[物理流体（26）2509 1983]到大离子轨道。这两个极限之间的过渡在有限的β值的性质，然后阐明。低β形式主义也与m=n=1撕裂模和耗散内扭结模有关，因此将Pegoraro等人的工作[Phys.Fluids B（1）364 1989]扩展到包含温度扰动的更现实的电子模型，但随后利用耗散内扭结模频率的小性来获得在任意β下有效的新色散关系。给出了撕裂模和耗散内扭结模在“Delta素数”和β空间中的稳定性图。图中可以绘制出一段时间内电流分布演变的轨迹，为触发一次碰撞提供了一个模型。
2012-01-18 physics.plasm-ph
Thermal synchrotron radiation from RRMHD simulations of the double tearing mode reconnection - Application to the Crab flares
本文研究了存在引导场时双电流片位形中的磁流体力学撕裂不稳定性。这是通过电阻相对论磁流体动力学（RRMHD）模拟研究。根据双撕裂模（DTM）的动力学，我们能够计算在爆炸重联阶段的合成同步辐射光谱。脉冲星条纹风模型代表了这样的电流片形成的地点，包括一个引导场。蟹状星云/脉冲星系统的变化，被视为耀斑，因此可以自然地解释的DTM爆炸阶段的条纹风。我们的结果表明，如果磁化参数$σ$在$10^5$附近，则Crab GeV耀斑可以用条纹风区的双撕裂模来解释。
2015-09-21 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Quasi-separatrix layers and three-dimensional reconnection diagnostics for line-tied tearing modes
在没有闭合场线或磁零点存在的等离子体的三维磁位形中，根据最严格的重联定义，不可能发生磁重联。一个具有线系边界条件的超长箍缩，其中所有的磁场线都从系统的一端开始，并延伸到另一端，就是这样一个系统的一个例子。然而，对于这种类型的长系统，电阻磁流体力学（MHD）的物理行为基本上涉及重联。这已经通过比较几何宽度和撕裂宽度[1，2]进行了解释。准分界线层[3，4]的概念是为这样的系统开发的。本文研究了一个具有不稳定撕裂模的线束缚系统模型。我们分析了这个系统的两个磁场线诊断，挤压因子[3-5]和静电电势差用于运动学重联研究[6，7]。我们讨论了这两个诊断的物理和几何意义，并比较他们的情况下，辨别撕裂样行为的线绑模式。[1]G. L. Delzanno和J.M.等离子体物理，15（3）：032904，2008. [2]Y.-- M. Huang和E. G.茨韦贝尔等离子体物理，16（4）：042102，2009。[3]E. R.牧师和P·德穆兰杰·吉奥菲斯。结果：100（A12）：23443-23463，1995. [4]P. Démoulin，JC Henoux，E. R. Priest和C. H.曼德里尼太空人。太空人，308：643-655，1996年4月。[5]V. S. Titov和G.霍尼格Advances in Space Research，29（7）：1087-1092，2002…
2011-03-18 physics.plasm-ph
X-point collapse and saturation in the nonlinear tearing mode reconnection
本文研究了二维平板结构中电阻撕裂模的非线性演化。我们表明，在强驱动的制度（大Δ '），崩溃的X点发生，一旦岛宽度超过某一临界值~1/Δ'。形成电流片，重连随时间呈指数增长，增长率约为η ^1/2，其中η是电阻率。如果当前片的纵横比足够大，则片本身可以变得撕裂模式不稳定，从而产生次级岛，然后次级岛与原始岛合并。饱和状态取决于Δ '的值。对于较小的Δ '，饱和振幅为~ Δ'，并且定量地与理论预测一致。如果Delta'足够大，足以使X点塌陷发生，则饱和振幅显著增加，并且变得与Delta'无关。
2005-07-28 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Locked mode disruptions in DIII-D and application to ITER
在托卡马克装置中，破坏是一个严重的问题，其中热能和磁能约束丢失。本文使用的数据从DIII-D实验，理论和模拟证明，阻壁撕裂模式（RWTM）产生的热淬火（TQ）在一个典型的锁模拍摄。的线性RWTM色散关系的分析表明，生长速率的参数依赖性，特别是对电阻壁时间。线性模拟的锁模平衡表明，它是不稳定的电阻壁，和稳定的理想导电壁。非线性模拟表明，RWTM增长到足够的幅度，导致一个完整的热淬火。RWTM生长时间与热淬灭时间成正比。非线性饱和RWTM磁扰动幅度与实验测量结果一致。起始条件是q = 2的有理表面足够接近电阻壁。总的来说，这将RWTM确定为TQ的原因。在ITER中，RWTM将产生比目前实验更长的TQ时间。ITER中断可能比以前预测的要温和得多。
2022-09-29 physics.plasm-ph
Magnetic Reconnection Onset via Disruption of a Forming Current Sheet by the Tearing Instability
最近的认识，斯威特-帕克电流片是严重不稳定的二次撕裂（等离子体）不稳定性意味着这样的电流片不可能发生在真实的系统。这表明，为了理解磁重联的发生，需要考虑电流层形成时撕裂不稳定性的增长。这样的分析是在这里的背景下，非线性电阻MHD的一般的时间相关的平衡，代表一个逐渐形成的电流片。结果表明，两个发病制度，单岛和多岛，是可能的，取决于电流片形成的速率。一个简单的模型被用来计算这两个政权之间的过渡的标准，以及在那一刻的重联开始时间和电流片参数。对于典型的日冕参数，该模型产生的结果与观测一致。
2016-02-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Optimal Energy Growth in Current Sheets
本文研究了电流片线性微扰中瞬态增长的可能性。由电流片组成的背景场的电阻磁流体动力学（MHD）算子是非正常的，这意味着相关的本征值和本征模可以是非常敏感的扰动。在撕裂电流片的线性稳定性分析中，我们表明，模式阻尼为$t\rightarrow\infty$可以产生瞬态能量增长，贡献更快的增长率和更高的能量实现（在一个固定的有限时间内）比不稳定的撕裂模式从正常模式分析。我们确定的瞬态增长撕裂稳定和撕裂不稳定的制度，并讨论我们的结果在太阳大气中的过程，如耀斑和日冕加热的后果。我们的研究结果有显着的潜在影响，如何快速电流片可以被打乱。特别是，由于（渐近）阻尼模式的瞬态能量增长可能会导致加速电流片变薄，因此，更快的等离子体团不稳定性的发病率相比，由撕裂模式单独确定。
2017-09-18 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Non-resonant n = 1 helical core induced by m/n = 2/1 tearing mode in JT-60U
在JT-60 U中，观察到n = 1螺旋芯（HC）和m/n = 2/1撕裂模（TM）的同时激发[T. Bando等人，等离子体物理控制Fusion 61 115014（2019）]。本文基于实验观测和一个简单的准线性MHD模型，研究了n = 1个HCs（m/n = 2/1个TMs）的激发机制。在先前的研究中，据报道，在n = 1的HC和m/n = 2/1的TM之间观察到MHD模式的相位上的“耦合”。在这项研究中，它被发现，观察与模式频率从几个Hz到6 kHz的耦合。这表明电阻壁和等离子体控制系统不会引起耦合，因为这两个时间尺度与模式频率不同。此外，从两个观察结果来看，n = 1个HC似乎是非共振模式：n = 1个HC不与核心中q = 1表面周围的等离子体一起旋转，即使当qmin > 1时也观察到耦合。同时还观察到，当m/n = 2/1的新经典撕裂模被电子回旋电流驱动稳定时，由于n = 1的HC在芯区引起的电子涨落消失，这意味着n = 1的HC是由m/n = 2/1的TM驱动的. m/n = 2/1 TM驱动n = 1 HC的观点得到了以下观察结果的支持：堆芯中径向位移的m/n = 1/1分量的饱和振幅小于m/n = 2/1分量的饱和振幅。最后，我们重新审视了准线性MHD模型，其中m/n = 1/1 HC是由m/n = 2/1 TM的电流的边带直接感应的，这允许激发非共振m/n = …
2020-12-15 physics.plasm-ph
Three-dimensional tearing instability of flux-tube-like magnetic fields
本研究针对三维磁重联动力学研究不足的问题，通过引入二维平衡均匀方向的调制模拟类通量管构型，结合线性稳定性分析与数值模拟，发现无引导场的三维系统存在类撕裂不稳定性，且其增长率较二维降低、色散关系标度特征相似，揭示了调制对重联动力学的影响机制。
2025-05-15 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Fast reconnection in relativistic plasmas: the magnetohydrodynamics tearing instability revisited
磁主导等离子体中的快速重联经常被用于磁星巨耀斑模型，脉冲星风中的磁耗散，或解释蟹状星云中观测到的伽马射线耀斑，因此它的研究在高能天体物理学中至关重要。在这里，我们研究，通过二维数值模拟，线性相位和随后的非线性演化的撕裂不稳定性的相对论电阻磁流体力学的框架内，适当的情况下，阿尔文速度接近光速。研究发现，不稳定性的线性相位与经典MHD中的分析非常吻合，在经典MHD中，增长率与伦德奎斯特数S成S^-1/2的比例，唯一的例外是由于热能和磁能的贡献而增加的惯性项。此外，当考虑纵横比为S^-1/3的反比的薄电流片时，恢复了所谓的“理想”撕裂状态，模式的增长与S无关，并且非常快，只有几个光穿过片长度的时间。波动的整体增长被认为是完全取决于背景阿尔芬速度的值。在完全非线性阶段，我们观察到一个朝向基模的逆叶栅，Petschek型超声速射流从X点以外部Alfven速度传播，并且在预测值R~（ln S）^-1处有一个快速的重联速率。
2016-05-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetic island formation and rotation braking induced by low-Z impurity penetration in an EAST plasma
在我们的3D电阻MHD模拟中很好地再现了最近在EAST实验中连续形成4=1、3=1和2=1磁岛以及随后在低Z杂质穿透过程中制动2=1模的观测结果。由杂质辐射引起的平行电流扰动的增强主要有助于撕裂模的生长，而2=1岛的旋转主要是由于高n模的影响而被杂质积累所阻尼。
2022-09-17 physics.plasm-ph
The Effect of Anomalous Resistivity on Tearing Instability
Joule Physics Laboratory, School of Science, Engineering and Environment, University of Salford（索尔福德大学科学与工程环境学院焦耳物理实验室）
通过引入二阶电阻模型，研究异常电阻对经典撕裂不稳定性的修正，解析了边界层标度律和奇异匹配条件，揭示了早期相位滑移层导致的超指数增长，为太阳耀斑和托卡马克破裂的触发问题提供了精确解析解。
2026-08-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
A Model of Tokamak Locked Mode Disruptions
本文提出一个托卡马克锁定模破裂模型，通过分析电流收缩平衡的MHD稳定性，揭示了q=2面靠近壁时电阻壁撕裂模失稳的阈值条件，并与热猝灭实验观测一致。
2023-04-17 physics.plasm-ph
Global destabilization of drift-tearing mode with coupling to discretized electron drift-wave instability
本研究基于电阻漂移磁流体动力学模型，发现电子抗磁漂移频率超过临界值时，漂移撕裂模与离散化电子漂移波不稳定性强耦合引发跨尺度失稳，结果可为热等离子体托卡马克中的相关物理机制研究提供参考。
2024-07-15 physics.plasm-ph
