On Nonlinear Scattering of Drift Wave by Toroidal Alfven Eigenmode in Tokamak Plasmas
本文以电子漂移波为范例，解析研究了托卡马克等离子体中其与环向阿尔芬本征模的直接波-波相互作用，发现TAE非线性散射对eDW稳定性的净效应可忽略，与反向过程存在显著差异。
2023-06-27 physics.plasm-ph
Indirect nonlinear interaction between toroidal Alfvén eigenmode and ion temperature gradient mode mediated by zonal structures
本文基于非线性回旋动理学理论研究TAE与ITG间的间接非线性相互作用，推导并求解非线性ITG模方程，发现TAE拍驱动的带状结构对ITG仅有微弱失稳效应，纠正了以往推测。
2024-08-28 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
Effects of plasma nonuniformity on zero frequency zonal structure generation by drift Alfven wave instabilities in toroidal plasmas
本文利用非线性回旋动理学理论推导了ZFZS与DAW相互作用的控制方程和非线性色散关系，研究了等离子体非均匀性对带状结构激发的影响，并指出KBM激发带状流的条件对等离子体参数敏感。
2024-08-01 physics.plasm-ph
Influence of plasma shaping on the parity of core-localized toroidal Alfvén eigenmode in an advanced tokamak configuration
College of Sciences, Tianjin University of Science and Technology（天津科技大学理学院）
研究了等离子体形状对先进托卡马克配置中核心局域环形阿尔法特征模奇偶性的影响，发现等离子体形状变化导致模式奇偶性由奇变偶。
2025-12-19 physics.plasm-ph
Bi-directional Alfvén Cyclotron Instabilities in the Mega-Amp Spherical Tokamak
在MAST超阿尔文NBI实验中，研究了在~0.34 T ~~0.585 T的宽环形磁场范围内，高能束离子速度梯度激发的阿尔文回旋不稳定性.在具有高磁场的MAST放电中，在子回旋频率范围内的模式的离散谱被激励成与束流和等离子体电流相反的环形传播（环形模式数n < 0）。
2014-04-25 physics.plasm-ph
Linear and nonlinear benchmark of gyrokinetic simulation of energetic particle driven toroidal Alfven eigenmodes in ITPA TAE benchmark case
Institute of Plasma Physics, Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Science（中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所）；Department of Physics, University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校物理系）
本文在ITPA TAE基准案例中对TEK代码开展线性与非线性基准测试，其非线性结果与解析理论吻合，为未来代码间非线性基准提供了数据。
2026-08-10 physics.plasm-ph
The temporal evolution of the kinetic drift-Alfven instability of plasma shear flow
等离子体剪切流动力学漂移-阿尔芬不稳定性的线性非模态动力学理论揭示了时间非模态增长随时间增长的速率。剪切模在离子上的湍流散射加速了这种增长。由于剪切流中漂移波和Alfven波的频率随时间的变化，当漂移波和Alfven波的耦合破坏时，不稳定性停止增长。
2013-04-21 physics.plasm-ph
Numerical study of transition between even and odd toroidal Alfvén eigenmodes on EAST
利用NIMROD程序实现的混合动力学MHD（HK-MHD）模型对EAST（Experimental Advanced Superconducting Tokamak）上高能粒子驱动的环面Alfvén本征模（TAE）进行了线性模拟。利用基于实验测量的EFIT程序重建了EAST平衡。采用“慢化”分布模型模拟了EAST上氘中性束注入的高能离子的平衡分布。本征值分析和NIMROD模拟的频率、主导极向模数、径向位置和详细的TAE/RSAE/TAE模式的二维模式结构是一致的。随着EP的$β$分数的增加，偶TAE和奇TAE之间的转变以及气球和反气球模式结构之间的转变发生。当EP的$β$分数接近转换阈值时，两种类型的TAE共存。
2019-05-06 physics.plasm-ph
Laboratory observation of a nonlinear interaction between shear Alfvén waves
本文对实验室等离子体中剪切阿尔文波之间的非线性相互作用进行了实验研究。由谐振腔产生的两个Alfvén波被观察到一起拍频，在拍频处驱动低频非线性伪模。伪模散射阿尔芬波，产生一系列边带。观察到的相互作用非常强，驱动伪模的归一化振幅与相互作用的阿尔文波的归一化磁场振幅（$δB/B$）相当。
2005-09-22 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
On nonlinear saturation of toroidal Alfvén eigenmode due to thermal plasma nonlinearities
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Center for Nonlinear Plasma Science and C.R. ENEA Frascati（非线性等离子体科学中心及恩瑞亚弗拉斯卡蒂研究中心）；Institute for Fusion Theory and Simulation, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院聚变理论与模拟研究所）；Key Laboratory of Frontier Physics in Controlled Nuclear Fusion and Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院等离子体物理研究所及受控核聚变前沿物理重点实验室）；De Vinci Higher Education, De Vinci Research Center（德文奇高等教育机构及德文奇研究中心）
研究热等离子体非线性效应下环向阿尔芬特征模的非线性饱和，通过gyrokinetic粒子-细胞模拟和理论分析，发现热等离子体非线性效应主导饱和水平，且与线性驱动无关，同时发现频率随振幅增加而降低，最终模式与连续谱合并实现饱和。
2026-04-16 physics.plasm-ph
Results from the Alfvén Eigenmode Active Diagnostic during the 2019-2020 JET deuterium campaign
本文介绍了在2019-2020年氘活动期间JET托卡马克中Alfvén本征模主动诊断（AEAD）操作期间观察到的模式激发的广泛分析结果。八个环形间隔天线，每个独立的功率和相位，六个成功地在479等离子体中积极激发稳定的MHD模式。总共有4768个磁共振被多达14个快速磁探针检测到。在这项工作中，我们提出了计算的谐振频率$f_0$，阻尼率$γ< 0$，和环形模式数$n$，跨越参数范围$f_0 \approx$ 30 - 250 kHz，$-γ\approx$ 0 - 13 kHz，和$\vert n \vert \leq 30$。一般而言，共振频率与计算的环形Alfvén本征模频率之间以及AEAD应用的环形模数与激发共振的估计值之间存在良好的一致性。我们注意到数据库中的几个趋势：共振检测的概率随着等离子体电流和外部加热功率而降低;归一化阻尼率随着边缘安全因子而增加，但随着外部加热而降低。这些结果为准备未来的实验活动提供了关键信息，并在即将到来的DT活动期间更好地了解α粒子存在下Alfvén本征模的激发和阻尼物理，从而有信心地推断未来的托卡马克。
2020-07-18 physics.plasm-ph
Multi-scale analysis of global electromagnetic instabilities in ITER Pre-Fusion-Power Operation plasmas
全球电磁陀螺动力学模拟与粒子在细胞代码ORB 5的ITER预聚变功率运行（PFPO）等离子体的情况下，与半场（2.65 T）和半电流（7.5 MA）。我们报告的“多尺度”分析的放电，考虑本征模和不稳定性跨越三个尺度的长度。虽然该方案名义上将有中性束加热与粒子注入1 MeV，阿尔文本征模式进行了研究，在没有这样的源，和反向剪切（RSAE），环形（TAE）和椭圆（EAE）阿尔文本征模式被发现与弱阻尼适度低的环形模式数（$10 \leq n \leq 35$）。在更高的环形模数（$40 \leq n \leq 70$），不稳定的阿尔芬模式已被观察到接近合理的表面，并被标记为β诱导阿尔芬本征模式（BAE）/阿尔芬离子温度梯度（AITG）模式，因为它们的频率与BAE间隙相关，它们是由阿尔芬连续体上的体等离子体驱动的。这些模式在没有高能粒子的情况下是不稳定的，并且添加一种高能粒子（具有各向同性的1 MeV减速分布）对其生长速率的影响可以忽略不计。在较高的环模数（$150 \lessapprox n < 220$），低频微尺度不稳定性观察。
2022-03-03 physics.plasm-ph
On How Zonal Fields Suppress Reversed Shear Alfvén Eigenmode in Tokamak Plasmas
Southwestern Institute of Physics（西南核物理与化学研究所）；Center for Nonlinear Plasma Science and C.R. ENEA Frascati（非线性等离子体科学中心及ENEA弗拉斯卡蒂研究中心）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Institute for Fusion Theory and Simulation and School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院聚变理论与模拟研究所）；Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院等离子体物理研究所）
研究通过非线性模拟和理论分析揭示了zonal电流通过频率拍频抑制反剪切阿尔芬模的机制，并验证了理论与模拟的一致性。
2025-12-10 physics.plasm-ph
Shear Alfvén Waves in Chaotic Magnetic Fields
Mathematical Sciences Institute, The Australian National University（澳大利亚国立大学数学科学研究所）；School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University（南洋理工大学物理与数学科学学院）
研究通过二次最小化通量表面方法，在混沌磁场中计算Shear Alfvén波谱，揭示扰动强度对波特性的影响及通量表面完整性对解的影响。
2025-11-26 physics.plasm-ph
An extended hybrid magnetohydrodynamics gyrokinetic model for numerical simulation of shear Alfvén waves in burning plasmas
采用广义鱼骨色散关系的理论框架，扩展的混合磁流体动力学陀螺动力学模拟模型已被推导出解析考虑热离子的可压缩性和抗磁效应，除了高能粒子的动力学行为。扩展模型已被用于实现扩展版本的混合磁流体动力学回旋动力学代码（XHMGC），以研究热离子动力学效应的高能粒子驱动的Alfvénic模式，如动力学β诱导的Alfvén本征模在托卡马克聚变等离子体。
2010-12-24 physics.plasm-ph
NIMROD calculations of energetic particle driven toroidal Alfvén eigenmodes
环形阿尔芬本征模（TAE）是在没有连续介质阻尼的情况下，由托卡马克等离子体的环形性引起的间隙模。当高能粒子（EP）驱动超过其他阻尼时，它们可以被激发。本文研究了国际托卡马克物理活动（ITPA）提出的TAE基准案例。采用NIMROD程序中的混合动力学-MHD（HK-MHD）模型，对圆形大长径比托卡马克装置中电脉冲驱动的TAE线性增长进行了数值计算。该HK-MHD模型通过动量守恒方程的矩闭合将EP的delta f粒子单元（PIC）表示与体等离子体的3D MHD表示耦合起来。TAE的激发和它们向高能粒子模式（EPMs）的转变都被观察到。得到了EP密度、温度、密度梯度和最大相对密度梯度的位置对TAE的频率和增长率的影响，这与对初始Maxwell分布的EP的本征分析计算和Gyrokinetic模拟结果一致.在TAE间隙径向位置处，EP的相对压力梯度代表EP的驱动强度，可以强烈地影响TAE的生长速率。当EP分布的密度和温度超过一定阈值时，发生了从TAE到TAE的转变，模式结构发生了变化。
2017-08-18 physics.plasm-ph
Gyrokinetic theory of toroidal Alfvén eigenmode saturation via nonlinear wave-wave coupling
本文证明了非线性回旋动理学理论是研究聚变等离子体中环向 Alfvén 本征模（TAE）非线性波波耦合过程（如带状场激发、频率级联和跨尺度耦合）的必要工具。
2023-06-27 physics.plasm-ph
High-order geodesic coupling of shear-Alfvén and acoustic continua in tokamaks
高阶等离子体成形（主要是伸长和移位，而不是低阶环），在一定条件下，打开间隙的耦合剪切阿尔文和声连续体的频率显着高于以前的理论预测的值。在这些间隙中的全球本征模，这之间的测地线声学模式（GAM）和环诱导阿尔芬本征模（TAE），发现不稳定的托卡马克操作的典型的热离子人口，而他们的基本共振与循环粒子的发生在附近的阿尔芬和声速的几何平均值的速度。因此，这样的本征模预计将被观察到附近的预测频率在操作托卡马克，发挥磁流体动力学光谱学以及在下一步聚变实验的稳定性仍然未被探索的作用。
2021-07-29 physics.plasm-ph
Shear Alfvenic Waves in Electron-Positron Plasma: Analysis of Solitary Wave Properties and Numerical Validation
本文利用约化摄动法和导数非线性薛定谔方程研究了电子-正电子等离子体中剪切阿尔芬波的孤立波特性，发现驼峰型孤立波，并通过有限差分法数值验证了精确解的一致性。
2024-01-13 physics.plasm-ph
Kinetic Alfvén wave generation by velocity shear in collisionless plasmas
本文利用二维混合Vlasov-Maxwell（HVM）模拟方法研究了线偏振长波长Alfvén波在无碰撞磁化等离子体中的演化.未扰动的剪切流已经由HVM方程组的精确解表示（Malara { \it et al.}，E97，053212），这避免了由非平稳初始状态引起的并且不可避免地影响系统动态的寄生振荡。我们考虑了小振幅和中等振幅阿尔文波的演化，以便将线性波-剪切流耦合与动力学效应分开，后者与较大的波幅更相关。相混合产生的剪切流修改初始扰动，导致形成小尺度的横向波动的尺度与质子惯性长度。通过分析剪切区扰动的偏振和群速度，我们将其识别为动力学阿尔文波（KAWs）。在中等振幅运行，动力学效应扭曲的质子分布函数在剪切区。这导致形成质子束，以阿尔文速度并平行于磁场。这样一个特征，由于与KAWs相关的平行电场，与太阳风观测到的超热离子的种群相比是积极的，这表明它可能与离子尺度KAW-like波动的存在有关。
2020-03-20 physics.plasm-ph
Comment on "Electromagnetic Global Gyrokinetic Simulation of Shear Alfven Wave Dynamics in Tokamak Plasmas" [Phys. Plasmas 14, 042503 (2007)]
这一评论澄清了最近发表的一篇文章[Phys.Plasmas 14，042503（2007）]中的研究与其他先前的出版物的关系，这些出版物解决了在回旋运动模拟中包含电磁和漂移动力学电子物理学，提出了与在具有磁剪切的系统中包含动力学电子有关的问题，并且讨论了在面对其中描述的算法的一般适用性的重要限制时的替代方案。
2007-10-26 physics.plasm-ph
Effect of In-Plane Shear Flow on the Magnetic Island Coalescence Instability
采用二维粘阻约化磁流体动力学（VR-RMHD）模型，研究了存在面内平行剪切流时磁岛的合并问题。扩展了Waelbroeck等人[33]和Throumoulopoulos等人[34]在Fadeev平衡的亚Alfvénic流剪切区中的分析工作，首次对超Alfvénic区进行了数值研究。广泛的剪切流振幅和剪切尺度长度的值已被认为是了解亚Alfvénic和超Alfvénic流动的聚结不稳定性及其非线性命运的影响。我们发现，流动剪切长度尺度大于磁岛的大小，最大重联率单调下降，从亚阿尔夫文尼克到超阿尔夫文尼克流速。对于尺度长度小于岛的大小，重联率下降到一个临界值$v_{0c}$，超过该值，剪切流被发现不稳定的岛屿。v0 c的值随着剪切流长度尺度值的减小而减小。有趣的是，我们的参数范围内，我们发现抑制的Kelvin-Helmholtz超Alfvénic流的不稳定性，即使当剪切尺度长度小于岛的宽度。速度流线的观测表明，在强剪切流的情况下，岛内的等离子体循环具有稳定的影响。等离子体循环也被发现是负责上游速度的降低，导致较少的堆积磁通量的两侧的重联片。
2021-10-13 physics.plasm-ph
Shear Alfven wave continuous spectrum within magnetic islands
本文计算了磁岛分界线内剪切阿尔芬波连续谱的径向结构。几何效应由于磁通表面的截面的非圆性被保留到所有的订单。另一方面，我们只保留曲率效应对连续谱的低频部分中的β诱导能隙负责。模式与不同的螺旋度的磁岛被认为是。主要结果是，磁岛内部存在与托卡马克等离子体非常相似的连续谱，可以定义广义安全因子q，并形成宽的频率间隙，类似于托卡马克中椭圆度引起的Alfven本征模间隙。该间隙的存在是由于岛截面的强偏心率。这种差距的存在的重要性是公认的潜在托管磁岛诱导阿尔芬本征模（MiAE）。由于剪切阿尔芬波连续体的磁岛大小的频率依赖性，利用MiAE频率定标作为一种新的磁岛诊断的可能性进行了讨论。
2010-09-23 physics.plasm-ph
Development of a gyrokinetic-MHD energetic particle simulation code Part II: Linear simulations of Alfvén eigenmodes driven by energetic particles
本文开发了混合程序GMEC，结合场向坐标、有限差分、龙格-库塔法和PIC方法，成功实现了托卡马克中高能粒子驱动的环形及反剪切阿尔芬本征模线性模拟验证。
2024-02-22 physics.plasm-ph
Excitation of toroidal Alfvén eigenmode by energetic particles in DTT and effect of negative triangularity
本文开发线性回旋动力学本征值代码研究TAE稳定性，以作用角方法纳入粒子响应并采用气球模表示求解方程，应用于DTT参考平衡分析负三角变影响，发现其依主导机制可稳定或失稳TAE。
2025-08-20 physics.plasm-ph
The shear Alfvén continuum of quasisymmetric stellarators
本文通过近轴模型和简并微扰理论建立了准对称仿星器中剪切阿尔芬连续谱的理论框架，揭示了三维谱隙相互作用，并据此优化准螺旋构型以避免高频谱隙，为仿星器设计引入阿尔芬稳定性约束。
2025-05-26 physics.plasm-ph
Gyrokinetic investigation of toroidal Alfven eigenmode (TAE) turbulence
针对环向阿尔芬本征模（TAE）影响聚变等离子体性能的问题，本研究采用全回旋动理学方法，明确了TAE的驱动机制与饱和关键因素，并发现其非线性拍频现象或有助于托卡马克中的TAE探测。
2024-04-29 physics.plasm-ph
Resonant Excitation of Shear Alfvén Perturbations by Trapped Energetic Ions in a Tokamak
本文导出了离子回旋共振加热加速高能粒子对高n阿尔文模共振驱动的一个新的解析表达式。这种推导包括有限轨道效应，并且形式主义是完全非微扰的。高n极限被用来计算复杂的粒子响应积分沿轨道明确。这个新的理论被应用到向下扫描阿尔芬级联准模式完成这些模式的理论，并作出可检验的预测。这些预测被认为是一致的实验上进行的联合欧洲环[P。H。反驳和B. E. Keen，Fusion Technol.11，13（1987）]。
2009-11-04 physics.plasm-ph
2D continuous spectrum of shear Alfven waves in the presence of a magnetic island
本文计算了磁岛存在时托卡马克等离子体中剪切阿尔芬模连续谱的径向结构。模式与磁岛相同的螺旋度被认为是在一个平板模型近似。在这个框架中，通过坐标的适当旋转，问题减少到2维。由于通量表面的截面的形状的几何效应被保留到所有阶。另一方面，我们只保留曲率效应在连续谱的低频部分中对β诱导能隙负责。在磁岛的O点处发现了新的连续谱聚集点。β诱导阿尔芬本征模（BAE）的连续积累点被发现位于分界线通量表面。最显著的结果是BAE连续谱聚点频率的非线性修正。
2010-09-08 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
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
Control of gradient-driven instabilities using shear Alfvén beat waves
提出了一种通过与实验室等离子体中Alfvén波的非线性相互作用来操纵和控制梯度驱动不稳定性的新技术。在大型等离子体装置（LAPD）中产生了一个窄场取向的密度耗尽，导致在耗尽的外围产生相干的不稳定波动。两个独立的动力学阿尔文波在不同的频率下沿着耗尽发射，在原始不稳定性的频率或附近产生非线性拍波响应。当拍波具有足够的振幅时，原始的不稳定模式被抑制，仅留下不同频率下的拍波响应，通常在较低的振幅下。
2010-07-14 physics.plasm-ph
Nonlinear dynamics of Shear Alfvén fluctuations in Divertor Tokamak Test facility plasmas
在分析了偏滤器托卡马克装置（DTT）等离子体中高能粒子（EPs）激发的剪切阿尔文涨落的线性谱之后[T. Wang等，等离子体25，062509（2018）]，在这项工作中，通过混合磁流体动力学-陀螺动力学模拟研究了相应模式饱和和波动诱导的EP传输的非线性动力学。对于DTT等离子体中心区由磁俘获EP旋进共振驱动的反向剪切Alfvén本征模，其饱和主要是由于共振俘获EP的径向退耦。与波-EP共振结构一致，EP传输以与模式宽度相似的尺度发生。另一方面，通过EP运输的详细分析了环形Alfvén本征模的外芯区域，模式驱动从通过和捕获的EP。结果表明，通过EP的经验只有弱的再分布在弱不稳定的情况下，和运输延伸到中尺度扩散的强不稳定的情况下，由于轨道随机性引起的共振重叠。这里，弱/强不稳定区域由共振重叠的奇里科夫条件确定。这项工作进一步阐明了丰富多样的非线性EP动力学燃烧等离子体的研究，以及DTT的能力，以解决这些关键的物理。
2018-10-12 physics.plasm-ph
Confinement Efficiency and Stability of a Toroidal Magnetized Plasma Device with Sheared Magnetic Field Lines using an Internal Ring Conductor
在一个新的实验室环形等离子体装置中，包括由内部圆形导体产生的极向磁场，在不同的情况下，磁化等离子体的约束效率和湍流水平进行了研究。当建立足够的极向磁场时，等离子体密度大大增强。此外，当存在旋转变换时，通常在没有磁场线剪切的环形器件中发现的不稳定性和湍流被抑制。等离子体衰减时间的测量允许确定粒子的约束时间，其与玻姆扩散时间和由不同扩散模型（特别是新古典扩散）预测的值进行比较。
2012-11-09 physics.plasm-ph
Dynamics of reversed shear Alfvén eigenmode and energetic particles during current ramp-up
利用混合MHD-回旋动力学程序模拟研究了常规托卡马克装置中等离子体电流上升过程中高能粒子强驱动的扫频反向剪切Alfvén本征模（RSAE）的动力学行为。考虑了一系列代表长时间尺度MHD平衡演化的时间片的弱反向剪切平衡，详细分析了短时间尺度上的自洽RSAE-EP共振相互作用。线性和非线性RSAE动态被证明是受非微扰效应的EP通过最大化波EP功率传输。在线性阶段，EP诱导出明显的模式结构和频移;同时，由于弱的磁剪切，RSAE通过与共振EP的径向解耦达到饱和，并引起全局EP对流输运和非绝热频率啁啾。相空间波-EP相互作用的时空尺度由相互作用的垂直波长和波粒俘获时间表征。模拟提供的见解一般以及具体功能的RSAE光谱和EP运输从实验观察，并说明了基本的物理波EP共振相互作用与磁几何形状，等离子体的非均匀性和非微扰EP的相互作用。
2020-06-25 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
Alfvenic Ion Temperature Gradient Activities in a Weak Magnetic Shear Plasma
我们报道了HL-2A欧姆等离子体中阿尔文离子温度梯度（AITG）模式的第一个实验证据。在高密度欧姆状态下，通过各种诊断检测具有$f=15-40$ kHz和$n=3-6$的一组振荡。它们出现在具有峰值密度分布和弱磁剪切的等离子体中，这表明相应的不稳定性是由压力梯度激发的。波动谱图的时间轨迹可以是频率阶梯，在不同的时间激发不同的模式，或多种模式可以同时共存。利用扩展的广义鱼骨色散关系（GFLDR-E）进行的理论分析表明，模式频率与离子抗磁漂移频率和$η_i$成比例，且位于KBM-AITG-BAE频率范围内.在低气压梯度区，当磁剪切很小时，AITG模最不稳定。AITG/KBM方程的数值解也说明了为什么AITG模式在弱剪切和低压梯度下是不稳定的。值得强调的是，这些不稳定性可能与弱磁剪切的内部输运势垒（ITB）和H模基座物理有关。
2016-11-17 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
The effect of time-varying flow-shear on the nonlinear stability of the boundary of magnetized toroidal plasmas
本文提出了一个唯象的、非常一般的广义复Ginzburg-Landau方程模型，用以研究环形磁化高温等离子体边界准周期流体不稳定性（称为边缘局域模）的动力学行为。该模型再现了在KSTAR托卡马克高约束态等离子体中观察到的边界不稳定性的关键动力学特征，包括准稳态，其特征在于场对准的非模态本征模，不同本征模之间的过渡，以及在弛豫之前快速过渡到非模态非模态结构。据发现，列入随时间变化的垂直剪切流是至关重要的再现所观察到的动力学特征。
2017-09-23 physics.plasm-ph
Low-frequency shear Alfvén waves at DIII-D: theoretical interpretation of experimental observations
本文基于一般鱼骨模色散关系（GFLDR）理论框架，对 DIII-D 反磁剪切放电中的低频剪切阿尔芬波进行理论解释，揭示低频模为反应型低频阿尔芬模（LFAMs）、BAEs 为耗散型不稳定模，并成功重现其频谱特征。
2023-01-04 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
Kinetic heating by Alfvén waves in magnetic shears
利用第一性原理动力学模拟，我们证明了在非均匀背景中传播的大尺度Alfvén波（AW）衰减为动力学Alfvén波（KAWs），触发离子和电子的相互作用。我们证明了这两个物种可以获得不等量的初始AW能量，经历差分加热。在衰变过程中，由KAWs携带的电场在粒子VDFs中产生非麦克斯韦特征，根据空间观测。我们目前的过程只需要一个大规模的AW与磁剪切的相互作用，可能是相关的几个天体物理和实验室等离子体。
2021-12-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Characterization of NBI-driven shear Alfvén waves in the TJ-II stellarator using Mirnov probes and electrostatic potential fluctuation measurements
首次实验测量TJ-II仿星器中剪切阿尔芬波的环向模数，通过改变磁位形和旋转变换剖面研究NBI驱动模式，结合Mirnov探针阵列、重离子束探针表征模式结构，建立数据库助力理论验证。
2025-09-23 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
Stimulated emission of fast Alfvén waves within magnetically confined fusion plasmas
有限振幅的快速阿尔文波增长的受激发射过程中，我们建议利用环形磁约束聚变等离子体。受激发射发生，而波传播向内通过外部中间平面等离子体，在那里观察到的人口反转的能量分布的融合出生的离子自然出现。完全非线性的第一性原理模拟，自洽地演变粒子和场下的麦克斯韦-洛伦兹系统，证明了这种新的“阿尔法粒子通道”的情况下，第一次。
2016-06-01 physics.plasm-ph
Longitudinal Plasma Motions Generated by Shear Alfvén Waves in Plasma with Thermal Misbalance
压缩等离子体扰动可能导致等离子体加热和冷却过程之间的热不平衡。这种不平衡显著影响压缩波的色散特性，在扰动和等离子体之间提供反馈。阿尔文波可以引起等离子体的纵向（压缩）运动。在本研究中，我们分析了由剪切阿尔文波引起的纵向等离子体运动引起的热不平衡的影响。我们表明，热不平衡导致出现指数体流，这本身修改阿尔文诱导等离子体运动。在正弦阿尔文波的情况下，我们显示如何诱导纵向运动的振幅和相移增益依赖于阿尔文波的频率，同时阐明其功能。这一特点已被研究分析应用于日冕条件。我们还考虑了纵向等离子体运动的剪切正弦阿尔文波诱导的数值方法的演变，然后比较所获得的结果与我们提出的分析预测，以证明在本研究中所考虑的模型。
2021-06-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-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
On shear Alfvén wave-induced energetic ion transport in optimized stellarators
Columbia University（哥伦比亚大学）；Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Cornell University（康奈尔大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
研究剪切阿尔文波在优化双极星形装置中诱导高能离子输运及即时损失机制。
2026-03-03 physics.plasm-ph
Suppression of the collisionless tearing mode by flow shear: implications for reconnection onset in the Alfvénic solar wind
本文分析强剪切流对无碰撞撕裂模的抑制效应，发现阿尔芬速度剪切流可完全稳定该模，并改变其标度行为，从而解释帕克太阳探测器观测到的近太阳阿尔芬太阳风中重联事件稀少。
2025-08-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Calculation of continuum damping of Alfvén eigenmodes in 2D and 3D cases
在理想磁流体力学中，剪切阿尔文本征模由于与剪切阿尔文连续体的共振相互作用而可能经历无耗散阻尼。这种连续阻尼可以对剪切阿尔文本征模的整体增长/衰减率做出显着贡献，从而影响快速离子传输。计算连续介质阻尼的一种方法是在复平面上的适当轮廓上求解MHD本征值问题，从而满足因果关系条件。这种方法可以实现在三维理想MHD代码使用Galerkin方法。可以将解析函数拟合到平衡量的数值数据，以确定这些量沿复杂轮廓的值。这种方法需要的分辨率比电阻率为零时计算阻尼的现有技术更低，因此计算效率更高。将复轮廓法应用于三维有限元理想磁流体程序CKA。本文讨论了应用复围道法计算托卡马克装置以及Torsatron、W7 X和H1-NF仿星器中整体模的连续阻尼。据作者所知，这些仿星器计算代表了全三维平衡中本征模连续阻尼的第一次计算。连续阻尼的全球模式在W7 X和H1-NF仿星器配置的调查被发现敏感地依赖于众多的极向和环向谐波的耦合。
2015-07-08 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
