Evaluation of toroidal torque by non-resonant magnetic perturbations in tokamaks for resonant transport regimes using a Hamiltonian approach
在托卡马克装置中，由非共振、非轴对称扰动引起的新经典粘性所产生的环向力矩对环向等离子体旋转有重要影响。在这篇文章中，在准线性理论中，在正则作用角变量下，推导了谐振区的环向力矩和径向输运的表达式。所提出的方法对待所有低碰撞准线性共振NTV制度，包括超香蕉高原和漂移轨道共振在一个统一的方式，并允许在所有制度的磁漂移。它适用于无扰动平衡的环对称通量表面上的扰动，而不需要对几何形状或纵横比进行特定的假设。所得到的表达式，以匹配现有的分析结果在大的纵横比限制。新开发的代码NEO-RT的数值结果进行了比较，在低碰撞准线性版本的代码NEO-2的计算。证明了磁漂移频率中磁剪切项的重要性以及磁漂移对漂移轨道共振的显著影响。
2016-07-15 physics.plasm-ph
Drift-Alfven instabilities of a finite beta plasma sheared flow along a magnetic field with inhomogeneous ion temperature
本文研究了具有可比的非均匀离子温度和均匀电子温度的有限β等离子体在磁场排列（平行）剪切流中的漂移-阿尔芬不稳定性。在数值求解静电势和电磁势方程组的基础上，定量地讨论了不稳定性的发展。结果发现，占电磁离子动力学响应，这通常被忽略了在现有的讨论中的漂移阿尔芬不稳定性的稳定等离子体，揭示了新的漂移阿尔芬不稳定性驱动的离子温度梯度，流速剪切，和离子朗道阻尼的耦合作用。激发的不稳定波具有沿磁场方向的相速度和离子的热速度，以及与频率相当的增长率。
2020-05-19 physics.plasm-ph
Analysis of the Drift Instability Growth Rates in Non-Ideal inhomogeneous Dusty Plasmas
本文引入了非理想非均匀尘埃等离子体色散关系的代数形式，从而大大改进了漂移不稳定性增长率的计算。该方法利用了以前发表的Z色散函数的多极近似，并对整个范围有效。通过对这类多项式方程解谱的分析，我们可以很容易地计算出离子尘埃和尘埃声模漂移不稳定性的增长率。的值平行于磁场波长的不稳定性达到最大值仔细本地化和讨论。根据密度梯度、Te/Ti比和尘埃颗粒半径的变化，对不稳定尘埃离子和尘埃声学模式进行了判别和分析。
2004-11-05 physics.plasm-ph
Experimental observation of drift wave turbulence in an inhomogeneous six-pole cusp magnetic field of MPD
本文介绍了一个内部开发的多极线尖点磁场设备（MPD）产生的非均匀六极尖点磁场中漂移波不稳定性的受控实验观测的详细研究[Patel et al. Rev. Sci.仪器：44，726（2018）]。该装置由六个轴对称的尖点和非尖点（两个连续磁体之间）区域组成。观察到的不稳定性已在这些非尖点区域之一，通过控制径向等离子体密度梯度与变化极磁场，这是该设备的一个独特的功能。已经观察到，不稳定性的频率随密度梯度明显变化。此外，还测量了等离子体参数的标度长度、频谱、交叉关联函数和等离子体密度的涨落水平，以识别不稳定性。由波数-频率S（kz，ω）谱测量了等离子体参数涨落引起的交叉场漂移速度，并用密度标长公式得到的理论值进行了验证。进一步从S（kz，ω）谱，已经发现漂移速度在连续的非尖点区域中交替符号。
2018-07-12 physics.plasm-ph
Quasilinear theory of Brillouin resonances in rotating magnetized plasmas
本文研究了旋转磁化等离子体中的角动量交换，发现经典 Landau 和 cyclotron 共振条件失效，提出了包含波频率、惯性效应修正回旋频率与导向中心旋转谐波匹配的新 Brillouin 共振条件，并推导新准线性方程揭示了波驱动径向电流导致角动量吸收。
2023-05-04 physics.plasm-ph
Effect of the curvature and the β parameter on the nonlinear dynamics of a drift tearing magnetic island
本文对二维约化MHD方程进行了数值模拟，研究了电子β参数和曲率效应对漂移撕裂岛非线性演化的影响。我们观察到的分岔现象，导致放大的压力能量，产生E \times B极向流和非线性抗磁漂移，影响旋转的磁岛。这些动态修改出现由于准线性效应，产生一个带状流在分叉的起始点。我们的模拟表明，过渡点的影响，β参数，通过曲率效应的压力梯度强烈稳定的过渡。关于岛的修正旋转，推导出频率的模型，以研究其起源和β参数的影响。看来，在过渡后，E \times B极向流以及非线性抗磁漂移产生的压力效应的应力放大。
2011-03-23 physics.plasm-ph
Wave-kinetic approach to zonal-flow dynamics: recent advances
漂移波湍流和纬向流的基本物理学一直在波动动力学理论的框架内进行研究。最近，这一框架已被重新审查，从第一原则，这导致了更准确的，但仍然易于处理的“改进”波动力学方程。特别是，这些方程揭示了一个重要的影响的带状流的“曲率”（二阶径向导数的流速）的漂移波和带状流的动力学和稳定性。我们概述了这些最近的研究结果，并提出了一个统一的高层次的图片（主要是准线性）的带状流物理减少模型的漂移波湍流。
2021-03-16 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Drift waves with dust acoustic wave coupling
漂移波是密度不均匀的磁化等离子体的一种主要模式。它在垂直于环境磁场的粒子、能量和动量的传输中起着重要的作用。该模式的频率由不均匀尺度长度决定，并且比涉及离子和电子的典型均匀等离子体模式低得多。在这项工作中，这种特殊的模式与尘埃等离子体介质的低频模式耦合的可能性被认为是。
2019-03-06 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
Ion Heating in Inhomogeneous Expanding Solar Wind Plasma: The Role of Parallel and Oblique Ion-Cyclotron Waves
日冕洞的遥感观测表明，重离子比质子热，并且它们的温度是各向异性的。对快速太阳风流的现场观测为湍流阿尔文波谱、左旋极化离子回旋波和He $^{++}$ -太阳风等离子体中的质子漂移-提供了直接证据，这种漂移可通过离子的共振吸收和垂直加热产生温度各向异性。此外，预计太阳风在接近太阳的尺度上是不均匀的。用2.5维混合程序研究了非均匀等离子体中太阳风离子的加热。我们包括膨胀的太阳风在一个不均匀的等离子体背景下，结合的影响的湍流波谱Alfvénic波动和初始离子质子漂移。我们研究了这些效应对垂直离子加热和冷却的影响，以及对非均匀背景风中磁涨落谱的影响。我们发现，在等离子体中的不均匀性导致增强加热相比，均匀的太阳风，并在太阳风等离子体的斜波的显着功率的产生。膨胀引起的冷却效应对于超阿尔夫文漂移并不显著，并且当我们包括不均匀的背景密度时进一步减弱。我们重现离子温度各向异性观察和以前的模型，这是目前无论垂直冷却由于太阳风膨胀。我们的结论是小尺度的不均匀性，在内部日光层可以显着影响共振波离子加热。
2014-09-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Understanding cold electron impact on parallel-propagating whistler chorus waves via moment-based quasilinear theory
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Space Science Institute（太空科学研究所）
本文通过动量基准准线性理论研究冷电子对平行传播哨鸣波的影响，揭示二次不稳定性在能量传输中的作用及对磁层内波振幅的限制。
2026-03-02 physics.comp-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Renormalized non-modal theory of the kinetic drift instability of plasma shear flows
以Kelvin剪切模方法或所谓的非模方法为基础，发展了等离子体剪切流在磁场中漂移不稳定性的线性和重整化非线性动力学理论。该理论证明了有限离子Larmor半径的时间效应是非均匀电场中漂移湍流抑制的关键。这种效应导致不稳定漂移扰动的频率和增长率随时间的非模态下降。我们发现，湍流散射的离子gyrophase是占主导地位的效果，这决定了非常迅速的抑制剪切流中的漂移湍流。
2011-01-13 physics.plasm-ph
Wave kinetics of drift-wave turbulence and zonal flows beyond the ray approximation
非均匀漂移波湍流可以建模为一个有效的等离子体，漂移波作为量子粒子和带状流速度作为一个集体场，通过它们相互作用。这种有效等离子体可以由Wigner-Moyal方程（WME）描述，该方程将准线性波动力学方程（WKE）推广到全波状态，即，解析波长标度。与明显由类量子方程控制的波不同，其WME可以从量子力学中借用，并且是众所周知的，漂移波的哈密顿量与传统量子粒子的哈密顿量非常不同。这导致了通常不会被WKE捕获的不寻常的相空间动态。我们演示了如何正确地模拟这种动态与WME。具体而言，我们报告的带状流形成（zonostrophic不稳定），恶化（三级不稳定），和所谓的捕食者-猎物振荡的全波相空间模拟。我们还展示了如何WME有利于分析这些现象，即：（一）我们表明，全波效应严重影响的纬向不稳定，特别是它的非线性阶段和饱和度;（二）我们得出的第三不稳定增长率;（三）我们表明，保留全波效应，捕食者-猎物振荡不需要带状流碰撞阻尼，与以前的研究相反。我们还展示了如何著名的瑞利-郭准则，这一直失踪的漂移波湍流的波动力学理论，出现从WME。
2018-05-29 physics.plasm-ph
Comment on "Drift instabilities in the solar corona within the multi-fluid description" [Astron. Astrophys. {\bf 481}, 853 (2008)]
Mecheri和Marsch得出结论，密度梯度引起的漂移电流可以作为等离子体不稳定性的能量来源，特别是在日冕中激发离子回旋波。指出这些作者忽略了非均匀等离子体中漂移运动的一些基本性质。考虑到缺失项，重复计算。结果表明，Mecheri和Marsch提出的新物理现象所必需的抗磁漂移不能对连续性方程中的通量有贡献。此外，离子极化漂移对离子的贡献部分与应力张量漂移对相同通量的贡献部分完全抵消。因此，日冕中的离子回旋波不能以Mecheri和Marsch所建议的方式被激发。
2008-11-14 physics.plasm-ph
Different responses of the Rayleigh-Taylor type and resistive drift wave instabilities to the velocity shear
针对局域本征模问题，分析了速度切变对非均匀平衡流体/等离子体密度的有效引力驱动的不稳定模（Rayleigh-Taylor和交换模）和电阻漂移波不稳定性的影响。结果表明，速度剪切的效果大大取决于不稳定的类型。虽然速度剪切可以显着抑制Rayleigh-Taylor不稳定性和交换不稳定性，但它对电阻漂移波的增长率只有一周的影响。这与这些不稳定性的物理性质直接相关。对于Rayleigh-Taylor不稳定性和交换不稳定性，剪切流使流函数的涡旋倾斜，而对于电阻漂移波不稳定性，剪切流仅使涡旋在径向方向上移动而没有倾斜。然而，对于大的速度剪切，电阻漂移波的本征模解不再存在。
2020-01-14 physics.plasm-ph
Towards the dispersion relation for ionacoustic instabilities in weakly inhomogeneous ionospheric plasma at altitudes 80-200km and its low-frequency solution
本文在双流体磁流体力学近似和几何光学近似下，建立了三维弱不规则电离层中80- 200 km高度电离层等离子体电离声不稳定性的色散关系。在140 km以上的高度，所得结果与标准结果的差异变得显著。正如在这种情况下的分析所示，解决方案随着时间的推移而增长。这种解存在的条件是存在同向的电子密度梯度和电子漂移，以及视线对磁场的不对称性。必要条件在磁赤道上有规律地存在。详细的分析表明，该解对应于著名的150 km赤道回波，并解释了实验观测到的一些统计特征。
2009-04-06 physics.ao-ph physics.geo-ph physics.plasm-ph
Co-existence of Whistler Waves with Kinetic Alfven Wave Turbulence for the High-beta Solar Wind Plasma
结果表明，哨声波的色散关系是相同的高或低β等离子体。此外，在高β太阳风等离子体哨声波满足朗道共振与电子的速度小于热速度，因此电力是小的相比，镜力。当哨声通过不均匀的太阳风传播时，垂直波数通过折射增加，从而增加朗道阻尼率。然而，哨声可以生存，因为背景动力阿尔芬波湍流创建一个平台，准线性扩散的太阳风电子分布在小速度。结果表明，当哨声能量密度仅为动力学Alfven波的~10^-3时，哨声引起的准线性扩散速率与KAW相当。因此，非常小的振幅哨声湍流可以有一个显着的后果，太阳风电子分布函数的演变。
2012-08-02 physics.plasm-ph physics.space-ph
On the structure of the drifton phase space and its relation to the Rayleigh--Kuo criterion of the zonal-flow stability
本文用推广的长谷川-三马无碰撞等离子体模型研究了纬向流存在下漂移子（漂移波量子）的相空间。该相空间通过对Parker [J. Plasma Phys. $\textbf{82}$，95820602（2016）]和Ruiz $\textit{et al.}$ [Phys. Plasmas $\textbf{23}$，122304（2016）]最近提出的漂移射线方程的校正而变得复杂。与传统的漂移子动力学的几何光学（GO）模型相反，漂移子不仅可以被捕获或通过，而且可以在空间上积累，同时经历动量的无限增长。特别是，它被发现，瑞利-郭阈值已知从地球物理学对应的制度时，这种“失控”的轨迹是唯一可能的。一方面，这种分析有助于可视化的发展的纬向不稳定，特别是它的非线性阶段，这是研究在这里分析和通过波动力学模拟。另一方面，GO理论预测，纬向流以上的瑞利-郭阈值只能增长，因此，恶化的激烈纬向流不能被捕获在GO模型。特别是，这意味着所谓的三级不稳定性的强烈纬向流不能充分描述内的准线性波动力学方程，相反，一些以前的研究。
2018-08-10 physics.geo-ph physics.plasm-ph
3D particle-in-cell simulation of electron acceleration by Langmuir waves in an inhomogeneous plasma
通过三维完全相对论电磁粒子模拟（PIC）研究了太阳耀斑期间观测到的无法解释的高强度硬X射线（HXR）辐射的可能解。将一束加速电子注入磁化的麦克斯韦均匀和非均匀背景等离子体中。的电子分布函数是不稳定的束等离子体不稳定性，并被证明产生朗缪尔波，而放松平台的形成。为了估计背景密度梯度对未束缚（无限空间范围）束流的作用，研究了三种不同的情况：a）均匀密度背景; b）弱密度梯度，n_R/n_L=3; c）强梯度情况，n_R/n_L=10，其中n_R和n_L分别表示模拟盒左边缘和右边缘的背景电子密度。强梯度情况下产生的电子超过15 V_th的比例最大。此外，两种情况下（均匀和强梯度背景）与空间局部化的光束注入进行，旨在显示所产生的朗缪尔波波数的漂移，如在以前的研究中所建议的。对于强梯度的情况下，朗缪尔波功率漂移到较小的波数，如在以前的准线性模拟中发现的。
2014-01-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Resonant and Ponderomotive Pumping of Zonal Flows by Turbulence, Alfvén Eigenmodes, and Radiofrequency Waves
Princeton University（普林斯顿大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）
本文利用振荡中心理论推导出任意涨落场驱动带状流的统一公式，简洁且普适，并连接了阿尔芬本征模与射频波驱动的极向流物理。
2026-09-30 physics.plasm-ph
Nonlinear saturation and oscillations of collisionless zonal flows
在均匀漂移波（DW）湍流中，可以通过调制不稳定性（MI）产生带状流（ZF），该调制不稳定性单调饱和或导致ZF能量在非线性阶段的振荡。这种动力学通常被认为是由ZF碰撞阻尼引起的捕食者-被捕食者振荡;然而，在无碰撞ZF中也观察到类似的动力学，在这种情况下，必须涉及不同的机制。在这里，我们提出了一个半解析理论，解释准线性长谷川-三马模型内的振荡和无碰撞的ZFs的饱和之间的过渡。通过分析DW量子（漂移子）在几何光学（GO）近似下的相空间轨迹，我们认为控制这种转变的参数是$N\simγ_{\rm MI}/ω_{\rm DW}$，其中$γ_{\rm MI}$是MI增长率，$ω_{\rm DW}$是DW的线性频率。我们认为，在$N\ll1$，ZF振荡由于存在所谓的通过漂移轨迹，我们推导出一个近似公式的ZF振幅作为时间的函数，在这个制度。我们还表明，在$N\gtrsim1$，通过轨迹消失和ZF单调饱和，这可以归因于高阶边带的相位混合。还提出了一个修改的$N$，占超过GO限制的影响。这些分析结果进行了测试对准线性和完全非线性模拟。它们也解释了Connaughton $\textit{et al}$早期的数值结果。[J. Fluid Mech. $\textbf{654}$，207（2010）]和Gallagher $\textit{et al}$。[Phys. Plasmas $\textbf{19…
2019-02-13 physics.flu-dyn physics.geo-ph physics.plasm-ph
Two-fluid MHD Regime of Resistive Drift-Wave Instability
漂移不稳定性有助于边缘湍流和纬向流的形成，从而导致托卡马克中的异常输运。实验经常发现微尺度湍流与大尺度磁流体动力学（MHD）过程强烈耦合，而一直缺乏一个通用的框架，可以涵盖这两个制度，特别是，他们的耦合。本文采用全双流体MHD模型研究了线性电阻漂移波不稳定性，并在NIMROD程序中进行了数值模拟。分析和数值分析揭示了宏观尺度的全球漂移波本征模耦合MHD动力学和说明一个非单调的色散关系，相对于垂直和平行波数。NIMROD结果还揭示了径向模式结构中的边缘局部化行为，随着方位角模式数的增加，这意味着由于密度分布的不均匀性，2流体效应的依赖性。边缘局域化引入了有效垂直波数对垂直模数的非平凡依赖性，这可以解释全局色散关系与传统局部理论的局部近似之间的定量差异。
2018-06-08 physics.plasm-ph
A Generalized Hasegawa-Mima Equation in Curved Magnetic Fields
通过分析弯曲几何形状对离子流体极化漂移速度的影响，导出了描述一般（非均匀和弯曲）磁场中静电等离子体湍流的模型方程。导出的非线性方程推广了均匀直磁场中漂移波湍流的Hasegawa-Mima方程，可以作为描述H模等离子体核心等湍流系统的玩具模型.该方程最适合于ExB漂移速度发散较小或ExB漂移速度空间变化较小的构型。我们确定了系统的守恒能量，得到了广义拟能守恒的磁场拓扑条件。通过数值例子，我们进一步展示了磁场的曲率如何重塑自组织稳定湍流状态。
2022-03-04 physics.plasm-ph
Numerical study of the magnetic electron drift vortex mode turbulence in a nonuniform magnetoplasma
本文模拟研究了在等离子体温度和密度以及外加磁场存在不均匀性的情况下磁等离子体中磁电子漂移涡旋（MEDV）模的湍流。研究表明，磁场的不均匀性的影响是抑制流光状结构观察到在以前的模拟研究没有背景磁场。的MEDV模式湍流表现出非通用（非柯尔莫哥洛夫型）的等离子体参数的不同设置的光谱。在存在不均匀磁场的情况下，频谱变为7/3幂律，这比没有磁场梯度的情况更平坦。这项工作的相关性，在实验室中的激光产生的等离子体被简要提及。
2009-06-08 physics.comp-ph 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
The Maintenance of Coherent Vortex Topology by Lagrangian Chaos in Drift-Rossby Wave Turbulence
提出“位涡桶队接力”机制，通过随机拉格朗日表示和近可积性，解释并验证了非均匀混合如何增强磁约束聚变等离子体等系统中涡旋结构的韧性。
2024-06-03 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Ponderomotive Forces, Stokes Drift, and Momentum in Acoustic and Electromagnetic Waves
我们揭示了经典波动物理中三个重要现象之间的普遍联系：（i）作用在振荡波场中的介质粒子上的有质动力，（ii）波场中自由介质粒子的斯托克斯漂移，以及（iii）介质中的正则波动量。我们分析这些现象（a）纵向声波在气体或流体和（b）横向电磁波与电子相互作用的等离子体或金属。在这两种情况下，假设准单色但任意不均匀的波场，有质动力、斯托克斯漂移速度、动能和介质粒子携带的正则波动量之间的联系由相同的简单表达式给出。这揭示了这些现象的本质，它们之间的相互作用，并可用于各种类型的波中的动力学输运现象的应用。
2022-08-05 physics.flu-dyn physics.optics physics.plasm-ph
Hamiltonian Structure and Nonlinear Stability of Steady Solutions of the Generalized Hasegawa-Mima Equation for Drift Wave Turbulence in Curved Magnetic Fields
本文研究广义Hasegawa-Mima方程的非正则Hamiltonian结构，利用能量-Casimir准则给出稳态解非线性稳定性条件，并应用于偶极磁场中稳定环形带状流的存在性推断。
2023-05-26 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Vlasov-Maxwell, self-consistent electromagnetic wave emission simulations in the solar corona
1.5D Vlasov-Maxwell模拟首次在太阳物理学背景下采用完全自洽的等离子体动力学模型来模拟电磁辐射的产生。模拟模拟等离子体发射机制和拉莫尔漂移不稳定的等离子体线程，连接太阳到地球的空间尺度压缩适当。研究了空间密度梯度对电磁辐射产生的影响。结果表明，具有横向于密度梯度的均匀背景磁场的1.5维非均匀等离子体是非周期不稳定的Larmor漂移不稳定性。后者导致在等离子体频率下产生电磁发射的新效果。当密度梯度被去除时（即当等离子体变得稳定到拉莫尔漂移不稳定性时），并且在垂直于磁场的方向上沿着域注入$low$密度、超热、热束时，等离子体发射机制产生非逃逸朗缪尔型振荡，其又产生逃逸电磁辐射。发现在注入光束的空间位置，激发出以等离子体频率振荡的驻波。这些可以用来解释在某些动力学谱中观察到的水平条带。准线性理论预测：（i）电子自由流动和（ii）束长弛豫时间，符合解析表达式，证实通过直接，全动力学模拟。最后，通过考虑$dense$电子束在Larmor漂移不稳定（非均匀）等离子体中的作用，研究了Larmor漂移不稳定性与等离子体发射机制的相互影响。http://www.maths.qmul.ac.uk/~tsiklauri/movie1.mpg http://www.maths.qmul.ac.uk/~tsiklauri/movie2.mpg * http://www.maths.qmul.…
2010-10-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Different effects of suprathermal electrons and ions on drift instabilities in non-uniform plasmas
本文研究Kappa分布非均匀等离子体中的漂移不稳定性，提出新积分表示色散关系，发现超热电子导致波数下限，超热离子影响临界波数，数值结果强调临界波数不可忽略。
2023-12-07 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph physics.space-ph
