Accelerated Bayesian inference of plasma profiles with self-consistent MHD equilibria at W7-X via neural networks
针对W7-X高计算成本问题，将物理正则化NN模型与贝叶斯框架Minerva耦合，实现快速且稳健的等离子体参数自洽MHD推断，在保证精度的同时将推断时间缩短两个数量级以上，支持放电间隙分析。
2023-05-22 physics.plasm-ph
Plasma Position Constrained Free-Boundary MHD Equilibrium in Tokamaks using pyIPREQ
本研究开发了基于有限差分与格林函数法的托卡马克自由边界MHD平衡程序pyIPREQ，在PEST、IPREQ框架基础上新增多项功能，经基准验证后可用于多托卡马克装置的平衡计算与场景预测。
2025-10-03 physics.plasm-ph
Asymptotic quasisymmetric high-beta 3D MHD equilibria near axisymmetry
本研究将大纵横比仿星器中高β等离子体的三维准对称磁流体力学平衡简化为标准椭圆型Grad-Shafranov方程，并证明垂直周期变形的托卡马克具有近似体积准对称性，同时讨论了精确解、数值基准及稳定性。
2024-02-04 physics.plasm-ph
Deep Learning Models for ADITYA-U MHD Equilibrium
Institute for Plasma Research（等离子体研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）；ITER-India, Institute for Plasma Research（印度国际热核聚变实验堆计划，等离子体研究所）
研究利用pyIPREQ Grad-Shafranov求解器生成数据集，用多种深度学习方法预测ADITYA-U托卡马克的磁流体动力学平衡参数和剖面，还开发逆模型，结果表明模型可准确估计关键参数，对实时等离子体控制等有帮助。
2026-07-07 physics.plasm-ph
Magnetohydrodynamic normal mode analysis of plasma with equilibrium pressure anisotropy
在这项工作中，我们概括线性磁流体动力学（MHD）的稳定性理论，包括平衡压力各向异性的流体部分的分析。提出了一种新型的“单绝热”（SA）流体封闭，它是对通常的“双绝热”（CGL）模型的补充，具有自然准确再现各向同性极限下MHD谱的优点。与MHD和CGL一样，SA模型忽略了各向异性扰动压力，因此失去了动力学方法中存在的非局部快粒子稳定性。这种新方法的另一个有趣的方面是，稳定条款自然出现单独的粘性修正离开各向同性SA封闭不变。在验证了SA模型的自洽性后，我们重新推导了MISHKA程序中托卡马克稳定性分析所需的投影线性MHD方程组。圆柱波方程推导解析以前所做的谱理论的MHD和明确的预测修改快磁声速和慢离子声速由于平衡各向异性。
2014-09-10 physics.plasm-ph
Stellarator equilibrium axis-expansion to all orders in distance from the axis for arbitrary plasma beta
针对任意等离子体 beta，本文建立仿星器近轴 MHD 平衡的全阶渐近展开理论，通过额外磁微分方程纳入压力驱动电流，并证明可逐阶满足环向双周期性。
2024-02-26 physics.plasm-ph
Identification of MHD equilibrium $β$ limits for CFQS plasmas
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；Hiroshima University（广岛大学）
使用NTEC代码研究CFQS在标准与磁岛位形下的MHD平衡β极限，通过分形维数等指标识别嵌套磁面破坏的阈值，发现标准位形下无净电流和自举电流平衡可维持至⟨β⟩≈1.5%，而边缘岛在低⟨β⟩下可能转为开放场线。
2026-06-26 physics.plasm-ph
Tokamak MHD equilibria with reversed magnetic shear and sheared flow
本文通过给出与实验一致的安全因子、极向速度和轴向速度分布，构造了具有反向磁剪切（s < 0）和剪切流的圆柱对称磁约束等离子体的磁流体动力学平衡方程的解析解。
2003-11-13 physics.plasm-ph
Novatron: Equilibrium and Stability
本文研究了Novatron聚变概念的等离子体平衡与稳定性，通过求解各向异性边值问题获得平衡分布，并利用多种MHD稳定性准则及CGL双绝热准则，结合理论分析和WarpX代码数值模拟，确定了无碰撞极限下的稳定平衡。
2025-03-05 physics.plasm-ph
Stellarators Linking Axisymmetric Mirrors Part 1: Coil Design, MHD Equilibrium, and Physics Metrics
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本研究提出SLAMs混合概念，将OP仿星器与轴对称磁镜结合，通过线圈分离与插入设计，验证真空磁通面保持，并计算MHD平衡及物理指标，提供第一性原理分析。
2026-10-27 physics.plasm-ph
Computation of multi-region relaxed magnetohydrodynamic equilibria
我们描述的建设阶梯压力平衡的极值的多区域，放松磁流体动力学（MHD）能量泛函，结合理想的MHD和泰勒松弛的元素，我们称之为MRXMHD。该模型是兼容的哈密顿混沌理论，并允许三维MHD平衡问题，以制定一个适定性的方式适合于计算。能量泛函离散使用混合有限元，傅立叶表示的磁矢量位和平衡几何，和数值解构造使用步进压力平衡代码，SPEC.Convergence研究径向和傅立叶分辨率。
2012-11-13 physics.plasm-ph
Statistical equilibrium model for stellarators
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出一种改进的平衡原理，通过统计模型处理等离子体波动，以获得平滑解，从而克服传统MHD模型在无对称三维托卡马克域中的不稳定性。
2026-04-10 physics.plasm-ph
Physics-regularized neural network of the ideal-MHD solution operator in Wendelstein 7-X configurations
本文提出一种物理正则化神经网络，用于快速逼近 Wendelstein 7-X 位形中的理想 MHD 解算子，通过 MHD 力残差正则化保证物理一致性，并展示了其在重建平衡性质及优化快粒子约束磁位形方面的应用价值。
2023-04-11 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Thermodynamics of MHD flows with axial symmetry
我们提出的战略的基础上极值化原则，在磁流体力学（MHD）的轴对称方程的情况下。在磁流体力学轴对称方程的约束下，利用最小能量原理研究了平衡形状。我们还提出了一种基于最大能量耗散原理的数值算法，以一致的方式计算平衡态。然后，我们发展了这种流动的统计力学，并恢复了相同的平衡态，给出了最小能量原理的理由。我们发现，波动服从高斯形状，我们之间的联系，在粗粒度尺度上的卡西米尔守恒和能量耗散的过程。
2004-07-05 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Plasma response measurements of external magnetic perturbations using electron cyclotron emission and comparisons to 3D ideal MHD equilibrium
在ASDEX升级中，主要使用电子回旋发射（ECE）诊断和刚性旋转场测量了来自外部n = 2磁扰动场的等离子体响应。为了准确地解释ECE和ECE成像（ECE-I）测量，辐射传输的正演模拟与射线追踪相结合。所测得的数据相比，合成ECE数据产生的三维理想磁流体动力学（MHD）平衡计算VMEC。低场侧中平面周围的螺旋位移的测量幅度与合成VMEC诊断的幅度合理一致。两者都超过了真空场计算的预测，并表明在边缘处存在扭结响应，这放大了扰动。用VMEC和MARS-F计算了这种扭结模的性质。这种扭折模的磁扰动在边缘的极向模结构在极向模数大于共振分量|m| > |nq|时达到峰值，而其位移的极向模结构几乎是共振的|m| ~ |nq|。这是理想磁流体力学在理性表面附近的预期。ECE-I测量的位移证实了这种共振响应。
2016-08-04 physics.plasm-ph
Verification and validation of gyrokinetic and kinetic-MHD simulations for internal kink instability in DIII-D tokamak
本文用GTC和动力学MHD程序（GAM-solver，M3D-C1-K，NOVA，XTOR-K）对托卡马克内扭结不稳定性进行了验证。使用来自DIII-D拍摄#141216的相同平衡重建的真实磁几何形状和等离子体轮廓，当所有动力学效应被抑制时，这些代码表现出内部扭结模式的生长速率和模式结构的极好一致性。模拟的径向模式结构同意定量调整后，在实验的不确定性，在平衡重建的安全系数q = 1通量表面位置的电子回旋发射测量。可压缩的磁扰动强烈地破坏扭结的稳定性，而平衡电流密度的极向变化降低了扭结的增长率。此外，由于离子温度梯度和平行电场的额外驱动，热离子的动力学效应在动力学MHD模拟中降低了扭结增长率，而在回旋动力学模拟中增加了扭结增长率.动力学热电子被发现有内部扭结不稳定性的影响可以忽略不计。
2021-09-21 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
AGNI: A differentiable MHD stability solver & optimizer for magnetic confinement fusion devices
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Indian Institute of Technology-Delhi（印度理工学院德里分校）
本研究提出GPU加速的可微分MHD稳定性求解器AGNI，可高效优化磁约束聚变装置的边界与剖面参数，复现目标模式并验证梯度正确性，为聚变装置稳定性优化提供了新工具。
2026-10-01 physics.plasm-ph
Necessary and Sufficient Conditions for Quasisymmetry
从第一性原理出发，导出了以约束方程形式表示的准对称磁场存在的充分必要条件。在没有任何关于等离子体的磁流体动力学（MHD）平衡的假设下，从单粒子拉格朗日量到首阶，构造了准对称性的条件。本文中提出的条件比Burby等人最近获得的条件限制更少。[arXiv：1912.06468]，可以促进正在进行的研究全局准对称MHD平衡的存在性的努力。它还表明，准对称意味着存在的通量表面，无论是否对应于一个MHD平衡场。
2020-05-15 physics.plasm-ph
Theoretical studies of equilibrium beta limit in heliotron plasmas
在这项研究中，LHD等离子体的MHD平衡极限的研究使用三维MHD平衡计算程序，HINT，这是一个初始值求解器的松弛法的基础上没有嵌套通量面的假设。对于有限的β平衡，通量表面成为随机的外围区域。然而，虽然轴移动到传统的极限，分界线，以限制平衡并没有出现。对于高β平衡，力平衡在随机区域开始打破。为了保持力的平衡，在随机区的压力梯度减小，固定剖面减小。结果，体积平均β饱和。在随机区域内，力平衡开始打破的β值，提出了平衡β极限的指标在日光等离子体。
2020-04-16 physics.plasm-ph
ECOM: a fast and accurate solver for toroidal axisymmetric MHD equilibria
我们提出了ECOM（通过COnformal映射的平衡求解器），一个快速和准确的固定边界求解器的toroidally轴对称磁流体动力学平衡有或没有一个环形流。ECOM结合保角映射和傅立叶和积分方程方法的单位磁盘上实现指数收敛的极向通量函数以及其第一和第二偏导数。由于其高阶精度，对于密集网格和类似托卡马克的伸长，ECOM以比基于有限元的代码CHEASE更高的精度计算关键量，例如安全因子和磁剪切[H. Lütjens \textit{et al.}，Computer physics communications 97，219（1996）]。ECOM已经发展到提供平衡的数量和细节的通量轮廓的几何形状作为输入的稳定性，波传播和运输代码。
2014-09-11 physics.plasm-ph
MRX: A differentiable 3D MHD equilibrium solver without nested flux surfaces
Courant Institute of Mathematical Sciences, New York University（纽约大学柯朗数学科学研究所）；William E. Boeing Department of Aeronautics and Astronautics, University of Washington（华盛顿大学威廉E.波音航空航天系）
本文提出基于松弛法的可微三维MHD平衡求解器MRX，解决无散约束、高阶收敛、强成形几何及拓扑变化等挑战，并在真空解、VMEC及NCSX位形上验证，实现单GPU分钟级高分辨率有限β平衡计算。
2026-09-30 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Steady plasma flows in a periodic non-symmetric domain
本研究将扰动方法扩展到带流动的MHD平衡，在非对称环形域中构造近平行流的稳态解，并推导广义Grad-Shafranov方程和Hamada条件，以抑制奇异电流。
2021-10-01 physics.plasm-ph
Applications of Poincaré Boundary Condition for 3D Ideal MHD Equilibrium and Optimization
Princeton University（普林斯顿大学）；Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Thea Energy（Thea能源公司）
本文提出在单个环向平面预设庞加莱截面作为新的边界条件，在DESC中实现，相比固定LCFS更灵活且计算成本不变，能提高收敛性并降低力误差，且可直接作为优化变量用于准螺旋配置设计。
2026-09-30 physics.plasm-ph
Analytic non-axisymmetric 3D MHD equilibria without stellarator symmetry
Google DeepMind（谷歌DeepMind）；Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校机械与航空航天工程系）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克学院）
本文通过引入对称性破缺参数，推广了两族非轴对称理想磁流体力学平衡解，使其打破仿星器对称性，为仿星器平衡代码提供新基准。
2026-10-07 physics.plasm-ph
Study of circular cross-section plasmas in HL-2A tokamak: MHD equilibrium, stability and operational \b{eta} limit
Southwestern Institute of Physics（西南物理研究院）；College of Nuclear Science and Engineering, East China University of Technology（华东理工大学核科学与工程学院）；School of Mathematics and Science, Chengdu University of Technology（成都理工大学理学院）
研究HL-2A环形截面托卡马克中等离子体的MHD平衡、稳定性及操作η限制，发现η与安全因子相关，且η最大值与归一化电流成正比。
2026-01-16 physics.data-an physics.plasm-ph
Nonlinear saturation of resistive tearing modes in a cylindrical tokamak with and without solving the dynamics
本文证明柱形托卡马克中电阻性撕裂模的饱和幅度和磁岛宽度可直接用MHD平衡程序计算，无需求解动力学或考虑电阻率，并与电阻MHD模拟及非线性理论进行了对比验证。
2023-08-21 physics.plasm-ph
Formation of edge pressure pedestal and reversed magnetic shear due to toroidal rotation in a tokamak equilibrium
环向旋转在托卡马克的边缘输运和L-H跃迁动力学中起着重要的作用。我们最近的计算发现，一个足够强的本地化的环旋转可以直接带出的边缘压力基座的形成与反向的磁剪切，这是让人想起的H模式等离子体，纯粹通过环旋转对托卡马克MHD平衡本身的影响。特别地，增强的边缘环形旋转使得在更高的$β$状态下边缘附近的平行电流分布能够基本上达到峰值，这导致局部$q$（安全系数）分布的平坦化或反转。在这里，压力基座的形成以及反向磁剪切区被证明是MHD托卡马克平衡的自然结果，在自洽响应的存在下，通常观察到的H-模式或QH-模式的局部环形旋转。
2021-01-14 physics.plasm-ph
Asymmetry of MHD equilibria for generic adapted metrics
本文证明了在紧致三维流形上，具有非常数压力的MHD平衡对于开且稠密的适配度量集合不承认连续Killing对称性，从而与Grad关于环形欧几里得区域中MHD平衡必具欧几里得对称性的经典猜想形成对比。
2024-09-06 math-ph math.DG math.MP
Hamiltonian and action formalisms for two-dimensional gyroviscous MHD
通过推广Hamilton力学原理，给出了构造连续介质模型作用量原理的一般步骤。通过这一过程，建立了旋粘磁流体动力学（MHD）模型的作用原理。该模型被证明是同意与简化版本的Braginskii的流体方程。该结构揭示了gyromap的起源，gyromap是一种用于推导以前的gyrofluid模型的设备。此外，一个系统的减少过程中获得的非正则泊松括号的哈密顿结构。构造过程产生一类Casimir不变量，然后将其用于具有流动和回转粘度的平衡方程的变分原理。还描述了获得具有回转粘度的简化流体模型的过程。
2014-05-09 physics.plasm-ph
On MHD stability of gravitating plasmas with field aligned flows
先前的用于具有场对准流的不可压缩等离子体的稳定性条件（参见Throumoulopoulos和Tasso，Physics of Plasmas 14，122104（2007））被扩展到包括自引力的引力等离子体。结果表明，引力仅通过平衡值影响稳定性条件。
2009-05-25 physics.plasm-ph physics.space-ph
Improving ideal MHD equilibrium accuracy with physics-informed neural networks
Max-Planck-Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Proxima Fusion GmbH
本文提出用神经网络参数化傅里叶模态计算三维磁流体平衡，并与传统求解器比较，通过优化减少残差，验证神经网络在计算平衡中的有效性与效率。
2026-03-28 cs.AI cs.LG physics.plasm-ph
Nonaxisymmetric, multi-region relaxed magnetohydrodynamic equilibrium solutions
我们描述了一个磁流体动力学（MHD）约束的能量泛函平衡计算，结合了理想的MHD的泰勒松弛元素的拓扑约束。混沌状态允许部分混乱的磁场和非平凡的压力分布支持的一组离散的理想接口与非理性的旋转变换。数值解计算使用步进压力平衡代码，SPEC，基准和收敛计算。
2011-10-05 nlin.CD physics.plasm-ph
Electromagnetic pressure-gradient-driven instabilities with moderate high mode numbers in tokamak plasmas
Max Planck Institute for Plasma Physics, IPP（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT（CIEMAT国家聚变实验室）
该研究用EUTERPE代码分析托卡马克中等离子体压强梯度驱动的不稳定性，发现ITG与KBM的转变依赖平衡一致性，且非MHD贡献在特定条件下影响稳定性，为托卡马克不稳定性研究提供了新的参考。
2026-08-31 physics.plasm-ph
Nonlinear MHD simulation of core plasma collapse events in stellarators
利用三维非线性磁流体动力学模拟研究了仿星器实验中观测到的堆芯坍缩事件。在像Wendelstein 7-X这样的低磁剪切配置中，旋转变换轮廓对环向电流密度非常敏感。研究了具有局部环形电流密度的3D平衡。如果环向电流密度在等离子体小半径的中间局部跟随，则旋转变换也局部改变。磁岛的出现有时会引起磁拓扑的变化。用全三维非线性MHD程序研究了MHD不稳定性的非线性行为。发现了以下序列。首先，在等离子体芯中出现高n气球型模结构，然后模线性增长。高n气球模式非线性耦合和饱和。模式结构改变为低n模式。在该阶段，由于非线性耦合，磁场结构变得强随机进入等离子体核心。最后，等离子体压力沿着随机场线扩散，然后核心等离子体压力下降。这是用强非线性耦合解释堆芯坍塌事件的一个重要结果。
2021-05-11 physics.plasm-ph
Certain developments on the equilibrium of magnetized plasmas
最新的结果将提出对磁约束等离子体的稳定状态得到的常规和哈密顿方法。报告由三部分组成。第一个涉及广义Grad-Shafranov方程的推导，该方程描述了具有压力各向异性和任意方向的不可压缩等离子体流的螺旋对称平衡，并应用于直仿星器配置[1]。压力各向异性和流动对平衡特性的影响也进行了研究。第二部分对轴对称平衡程序HELENA进行了扩展，使之适用于压力各向异性和平行于磁场的流动，并构造了与ITER有关的平衡方程。在第三部分中，在扩展MHD的框架内建立了螺旋对称等离子体的哈密顿公式，扩展MHD是一个简化的双流体模型，包括霍尔离子和电子惯性贡献[2，3]。得到了四类Casimir不变量，并利用它们构造了能量-Casimir变分原理，导出了任意流动的广义扩展MHD平衡方程。然后将系统转换为Grad-Shafranov-伯努利方程的形式。此外，一个不可压缩的双贝尔特拉米平衡的例子将与直线仿星器配置。
2018-07-10 physics.plasm-ph
Impact Of A Uniform Plasma Resistivity In MHD Modelling Of Helical Solutions For The Reversed Field Pinch Dynamo
到目前为止，磁流体动力学（MHD）模拟的反向场箍缩（RFP）是假设轴对称径向时间无关的耗散轮廓。在螺旋状态下，这个假设是不正确的，因为这些耗散应该是通量函数，并且也应该表现出螺旋对称性。因此，更正确的模拟应该包括自洽耗散配置文件。作为在这个方向上的第一步，均匀耗散配置文件的情况下被认为是通过使用三维非线性粘阻MHD代码SpeCyl。研究发现，电阻率剖面的平坦化导致发电机作用的减小，从而导致边际反转甚至非反转的平衡解。这一结果的物理起源进行了讨论的RFP发电机的静电漂移的解释。这就限制了耗散结构在未来自洽模拟中的功能选择。
2016-03-11 physics.plasm-ph
Generalized Grad-Shafranov equation for non-axisymmetric MHD equilibria
静态MHD平衡的结构，承认连续族的欧几里德对称性是很好理解的。这样的场配置由经典的Grad-Shafranov方程控制，该方程是二维空间中的单个椭圆PDE。通过揭示一个隐藏的对称性，我们表明，事实上，所有光滑的平衡方程的非零压力梯度远离磁轴满足一个推广的梯度Shafranov方程的解决方案。与经典的Grad-Shafranov方程的解不同，广义方程的解不是自动平衡的，而是仅满足在单参数隐对称上平均的力平衡。然后，我们解释如何广义梯度Shafranov方程可以用来重新制定的问题，找到精确的三维光滑的平衡方程的解决方案，找到一个最佳的体积保持对称。
2020-09-30 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Differential Geometric and Topological methods with MHD and plasma physics
给出了几何和拓扑方法在等离子体物理和磁流体力学（MHD）中应用的非孤立子例子。第一个例子考虑了磁螺旋度到引力挠率环的推广。第二个例子也考虑了同样的扭转圈度规在磁流体发电机理论中螺旋场的某些问题上的应用。在最后一个例子中，给出了黎曼磁度规，其中磁场本身存在于对角时间无关度规中。在这个例子中，MHD方程是兼容的几何Bianchi恒等式，利用嘉当的微分形式主义。还得到了螺旋流的黎曼曲率。
2005-07-31 physics.plasm-ph
Selective decay in fluids with advected quantities: MHD and Hall MHD
修正的理想流体动力学方程与平流量的介绍，允许选择性衰减的能量$h$或卡西米尔量$C$在李泊松公式。耗散量（能量或卡西米尔，分别）示出随时间减少，直到修改后的系统达到与理想的能量卡西米尔平衡，即$δ(h+C)=0$的平衡态。这个结果适用于一般的Lie-Poisson方程，与Lie代数和Casimir的选择无关。这种选择性的衰减过程说明了一些例子在2D和3D磁流体力学（MHD）。
2018-10-20 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Hamiltonian magnetohydrodynamics: symmetric formulation, Casimir invariants, and equilibrium variational principles
利用磁流体力学（MHD）的非正则哈密顿公式，构造了含流动的磁化等离子体对称平衡位形的变分原理。特别是，螺旋对称被认为是轴向和平移对称的结果检索作为特殊情况下的螺旋配置。利用对称性条件，可以用磁通量函数来描述磁流体力学的非正则泊松括号。Casimir不变量然后直接从泊松括号中获得。平衡是由能量-Casimir原理得到的，通过消除代数约束得到了该变分原理的简化形式。
2012-02-02 math-ph math.MP physics.plasm-ph
3D non-linear MHD simulations of core density collapse event in LHD plasma
本研究在MIPS程序中扩展了含平行热扩散率的三维非线性MHD模型，针对LHD等离子体核心密度坍缩事件开展模拟，揭示了其由高n气球模失稳引发、经非线性耦合导致剖面坍缩与磁场随机化的初步特征。
2025-08-25 physics.plasm-ph
Explosive eruption cycles in a rotating Z-pinch
Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge（剑桥大学应用数学和理论物理系）
该研究通过磁流体动力学方法揭示了Z极简中MHD屏障的亚稳态特性，展示了其在临界高度崩溃并重复重建的周期性行为，通过组合优化计算了能量释放过程。
2026-02-05 physics.plasm-ph
An equilibrium model for RFP plasmas in the presence of resonant tearing modes
本文研究了存在饱和振幅撕裂模的有限β RFP等离子体的平衡问题。MHD力平衡方程JXB=grad（p）在模态有理曲面处的奇异性通过将压力和平行电流密度的梯度设置为零而对零阶（平衡）剖面进行适当的正则化来解决。平衡模型，它满足正则化规则的各种合理的表面，开发。与反向场实验（RFX）的实验数据进行了比较，得到了令人鼓舞的结果。该模型为磁分析提供了一个简单的工具：可以分析和重建扰动的许多方面。
2002-12-02 physics.plasm-ph
Characterization of the SCR-1 Stellarator Physics: Investigating Plasma Discharge, MHD Equilibrium Calculations, and O-X-B Mode Conversion Feasibility
本研究探究了SCR-1仿星器的等离子体放电特性，利用VMEC代码计算MHD平衡并分析线性稳定性，同时使用IPF-FMDC全波代码验证了电子伯恩斯坦波O-X-B模式转换的可行性，发现O-X转换率最高达63%。
2024-07-23 physics.plasm-ph
High Order Free Boundary MHD Equilibria in DESC
针对三维理想MHD的自由边界反演平衡问题，本文梳理边界条件与片状电流形成条件，并在DESC中实现高效残差计算，支持多种情形下的自由边界平衡求解。
2024-12-07 cs.NA math.NA 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
Quantum chaos theory and the spectrum of ideal-MHD instabilities in toroidal plasmas
在全三维系统中，如仿星器，环形模数$n$不再是一个好的量子数--给定模族中的所有$n$都是耦合的。研究发现，不稳定的理想MHD（磁流体动力学）不稳定性的离散谱不再存在，除非通过引入短的垂直波长截止来修改（正则化）MHD。由于混沌射线轨迹的出现，试图用射线追踪来估计正则化的MHD谱失败。在量子混沌理论中，半经典极限下的强混沌导致与随机矩阵的适当系综相同的本征值统计。例如，相邻本征值之间的分离的概率分布函数是从随机矩阵理论导出的，并且在零分离处变为零。这与在可分离系统中发现的泊松分布形成对比，表明量子混沌的特征是能级排斥。为了确定正则化的MHD问题的特征值在可分离的1-D情形和混沌的3-D情形下是否与薛定谔方程的特征值服从相同的统计特性，我们用\emph{Mathematica}和CAS 3D程序分别对Suydam不稳定的1-D平衡和Mercier不稳定的3-D平衡的理想MHD特征值进行了数据集的组装。在一维情况下，我们发现非正则化的Suydam近似谱在零特征值分离处有一个反常峰。另一方面，通过限制$\kvec_{\perp}$的域进行正则化可以恢复预期的泊松分布。在3-D的情况下，我们发现强有力的证据，水平排斥内的模式家庭，但混合模式家庭产生泊松统计。
2004-09-15 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Formulation and verification of multiscale gyrokinetic simulation of kinetic-MHD processes in toroidal plasmas
UC Irvine（加州大学尔湾分校）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；KAIST（韩国科学技术院）；Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Peking University（北京大学）
本文提出并验证了多尺度磁旋动能学模拟模型，用于研究磁约束等离子体中的低频波和湍流，通过统一处理所有动能-磁流体动力学过程。模型通过分离电子响应为解析和非解析部分，有效求解电子漂移动能方程，并用于验证DIII-D托卡马克内部环形模的模拟。
2026-04-07 physics.plasm-ph
A new indirect measurement method of the electron temperature for the Protosphera's pinch plasma
本研究针对Protosphera螺旋箍缩等离子体的电子温度测量问题，提出结合一维MHD平衡与零维功率平衡自洽建模的间接估算方法，开发MATLAB代码实现计算，数值结果与实验数据吻合良好。
2023-04-02 physics.plasm-ph
Viscoresistive MHD Configurations of Plasma in Accretion Disks
本文讨论了强磁化天体吸积盘平衡的二维磁流体动力学（MHD）位形。我们建立了一个粘阻的情况下，概括了以前的二维分析，通过调和理想的MHD耦合的垂直和径向平衡内的磁盘的角动量输运的标准机制，依赖于耗散性能的等离子体配置。所考虑的模型的线性特征的分析开发和非线性配置问题的解决，通过固定在相同的近似顺序的整个磁盘的配置文件。事实上，方位角和电子力平衡方程不再自动满足时，极向电流和物质通量的问题。这些额外的组件的平衡配置诱导不同形态的磁通量表面，相对于理想的和简单的旋转盘。
2010-07-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Computation of Magnetohydrodynamic Equilibria with Voigt Regularization
本研究首次探索用Voigt正则化求解无嵌套磁面假设的MHD平衡，通过二维理想与电阻测试验证其可显著加快电阻MHD问题收敛，为高效鲁棒的MHD平衡求解器及聚变装置设计提供新方向。
2025-06-12 physics.comp-ph physics.plasm-ph
A mechanism for parallel electric field generation in the MHD limit: possible implications for the coronal heating problem in the two stage mechanism
我们解决理想的数值，2.5D，MHD方程在笛卡尔坐标系中，与等离子体β 0.0001从平衡，模仿一个大曲率半径的太阳日冕环或极地羽脚点。在这样的平衡之上，一个纯粹的Alfvénic，线性极化的平面波被发射。在日冕加热问题的背景下，提出了一个新的两阶段机制的等离子体加热，把重点放在，第一，在一个理想的MHD描述直接平行电场的产生，而不是专注于增强耗散机制的阿尔文波，第二，这些平行电场耗散通过{ \it动力学}的影响。结果表明，一个单一的阿尔文波谐波频率$ν= 7$ Hz和纵向波长$λ_A = 0.63$ Mm，对于一个假定的阿尔文速度为4328 km s $^{-1}$，所产生的平行电场可以占10%的必要的日冕加热需求。我们推测，宽频谱（10 $^{-4}-10^3$ Hz）阿尔文波，根据观测约束的频谱，可以提供必要的日冕加热的要求。通过我们的平行电场产生机制，这种波可以沉积的确切能量只有在完成更完整的参数研究后才能计算出来。因此，需要获得存储在平行电场中的能量与频率的“理论谱”。
2006-06-27 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Linear and nonlinear MHD mode coupling of the fast magnetoacoustic wave about a 3D magnetic null point
背景：在二维模型中，日冕磁零点被认为是局部加热事件的可能位置。我们调查这种可能性完全三维零点。目的：我们调查的性质的快速磁声波关于一个完整的三维磁零点，在其传播的具体利益，我们寻找证据的MHD模式耦合和/或转换到Alfvén模式。研究方法：构造了一个特殊的场线和磁通基坐标系，允许在适当和不适当的三维零点附近引入纯快磁声波。本文考虑了理想β = 0的MHD方程，用LARE 3D数值程序求解。利用特殊的坐标系分离和识别了合成波的各组成模式。数值结果得到了支持的分析工作来自微扰理论和线性实施的WKB方法。结果如下：一个最初的纯快波被发现是永久解耦的Alfvén模式的线性和非线性的适当和不适当的三维零点。纯快模式还产生并维持沿平衡磁场排列的非线性扰动。由此产生的纯快速磁声脉冲具有瞬态行为，这被发现是由（平衡）阿尔文速度分布，和折射效应集中所有的波能量向零点。结论：因此，以前2D工作的主要结果确实可以延续到完全3D磁零点，
2012-08-29 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
