Note on the role of friction-induced momentum conservation in the collisional drift wave instability
碰撞漂移波的不稳定性重新考虑到离子响应的方向平行于磁场线，这是由于与电子的摩擦，并不能忽略鉴于动量守恒。得到了一个修正的不稳定性阈值。在等离子体中的主要电子与中性粒子碰撞，不稳定性阈值移向更高的频率相比，占主导地位的电子与离子碰撞的情况下。当离子声响应可忽略时，两种情况之间的差异消失，即，当不稳定性阈值消失时，离子和中性粒子以相同的方式对电子摩擦作出反应。
2008-05-16 physics.plasm-ph
Drift wave turbulence in a dense semiclassical magnetoplasma
建立了一个稠密磁化等离子体的半经典非线性碰撞漂移波模型，并进行了数值求解。包括与量子统计压力和量子玻姆力的流体电子密度波动的影响，它们对碰撞漂移波不稳定性和由此产生的充分发展的纳米漂移波湍流的影响进行了讨论。研究发现，量子效应增加了碰撞漂移波不稳定性的增长速率，并对漂移波湍流密度扰动引入了有限的德布罗意长度屏蔽。在非均匀致密磁等离子体纳米湍流的相关性进行了讨论。
2011-07-07 physics.plasm-ph
Theory of the Drift-Wave Instability at Arbitrary Collisionality
一个数值有效的框架，考虑到库仑碰撞算子在任意碰撞的影响。该模型基于分布函数在Hermite-Laguerre多项式基础上的展开，研究了碰撞对任意平均自由程磁化等离子体不稳定性的影响，重点讨论了漂移波不稳定性，证明了该框架可以恢复已有的碰撞和无碰撞极限.在目前和未来的磁核聚变装置，相对于国家的最先进的湍流模拟代码中使用的碰撞算子的偏差显示，为了获得正确的不稳定性增长率和本征模谱，其中，例如，可能会显着影响运输的定量预测，需要保留完整的库仑算子。指数收敛的谱表示，我们提出的表示速度空间的依赖性，包括完整的碰撞算子，比标准的有限差分方法更有效。
2018-09-18 physics.plasm-ph
Electron-drift driven ion-acoustic mode in a dusty plasma with collisional effects
本文研究了尘埃等离子体中离子声波的不稳定性。在理论适用的情况下，这些制度都有明确的规定。预测了驱动不稳定性所需的临界电子漂移速度。它还表明，电子热导率和带电的晶粒浓度增强的离子声学模式的增长，而离子粘度，离子热导率，和灰尘电荷波动有稳定的效果。
2000-03-12 physics.plasm-ph physics.space-ph
Drift wave turbulence in the presence of a dust density gradient
我们提出了在不动尘埃粒子的存在下，由磁化电子和离子组成的非均匀碰撞等离子体中静电漂移波的湍流特性。为此，我们推导出一对非线性准二维方程，表现出广义离子涡和密度涨落与碰撞漂移波之间的耦合。数值研究了尘埃密度梯度对初始漂移不稳定性和充分发展湍流的影响。
2011-09-23 physics.plasm-ph
Scattering Theory in Noncanonical Phase Space: A Drift-Kinetic Collision Operator for Weakly Collisional Plasmas
本文提出一种基于非正则相空间散射理论的引导中心碰撞算子，适用于弱碰撞等离子体，具有度量泊松结构并满足H定理，有望为湍流和输运研究提供新见解。
2025-06-12 physics.plasm-ph
Nonlinear low-frequency collisional quantum Buneman instability
在量子线性和非线性机制下，分析了电子布居数相对于离子漂移时产生的布尼曼不稳定性。Shokri和Niknam [Phys. Plasmas，v. 12，p. 062110（2005）]的一维低频和碰撞模型被重新审视，在动量方程中引入Bohm势项。线性政权的分析研究，和量子效应的结果在减少的不稳定性。非线性政权，然后评估数值和解析，纯量子密度振荡被发现出现在后期的不稳定性的演变。
2012-06-05 physics.plasm-ph quant-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
Collisional Effects on Nonlinear Ion Drag Force for Small Grains
离子拖曳力所产生的等离子体流通过嵌入式球形颗粒计算自洽和非线性使用粒子在细胞代码，占离子中性碰撞。使用适合于由力场驱动的离子漂移的离子速度分布给出与移位麦克斯韦分布大不相同的尾流电势和力，而不管碰撞性。低碰撞力被证明是一致的估计的基础上散射在汤川（屏蔽）粮食领域的横截面，但只有当使用非线性屏蔽长度。有限的碰撞最初会增加阻力，但最多只能增加2倍。较大的碰撞最终会减小阻力。在碰撞区，漂移分布比位移分布产生更大的阻力，即使在它们的无碰撞阻力相等的速度下。给出了适合计算的全面实用的力解析公式。
2013-10-17 physics.plasm-ph
Drift Wave versus Interchange Turbulence in Tokamak Geometry: Linear versus Nonlinear Mode Structure
本文通过三维托卡马克通量管的计算，研究了一般E-cross-B漂移湍流中漂移波与交换物理的竞争。对于一组给定的背景尺度，参数空间可以覆盖的等离子体β和漂移波碰撞。在足够大的等离子体β湍流爆发成理想的气球模式和饱和，只有通过耗尽自由能的背景压力梯度。在高碰撞，它发现一个更渐进的过渡到电阻气球。在中等β和碰撞，它保留漂移波的字符，定性相同的简单的二维板模型。其根本原因是非线性涡度平流，通过这种非线性涡度平流，自持漂移波湍流取代了线性不稳定性，在线性不稳定性增长之前将它们分散开，从而将其自身的物理特性强加于动力学。这种涡度平流催化梯度驱动，而饱和仅通过压力扰动的湍流混合发生。这种情况持续在整个托卡马克边缘参数空间。本文讨论了简化的等温模型和完全的温离子模型。
2002-07-31 physics.plasm-ph
Full orbit simulations of collisional impurity transport in spherical tokamak plasmas with strongly-sheared electric fields
利用试验粒子全轨道模拟程序，研究了强剪切径向电场作用下球形托卡马克等离子体中试验杂质离子的碰撞动力学。剪切的强度使得标准的漂移顺序不再能够被假定，并且需要全轨道方法。径向电场剪切对新古典粒子输运的影响是量化的测试粒子的质量和电荷数和电场参数的范围。它示出的剪切电场的效果是提高约束的杂质物种以上的水平观察到的情况下，这样的字段。这种效应可以用碰撞拖曳力漂移来解释，它与粒子电荷数成正比，但与粒子质量无关。这种漂移作用向内的负径向电场和向外的正字段，这意味着强烈增强的约束的高度电离的杂质离子在一个负的径向电场的存在。
2011-06-10 physics.plasm-ph
Instability in a magnetised collisional plasma driven by a heat flow or a current
通过求解线性化的VFP方程，证明了磁化碰撞等离子体中的热流或电流对零阶均匀磁场的圆极化横向扰动的增长是不稳定的. Braginskii（1965）输运方程在适当的极限下表现出同样的不稳定性。这与激光产生的等离子体，惯性聚变能（IFE）和密集的冷星际等离子体有关。
2020-04-30 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Spontaneous and explicit parity-time-symmetry breaking in drift wave instabilities
采用宇称时间（PT）对称性分析方法研究了高维、复杂的漂移波不稳定性参数空间。我们发现自发的PT对称破缺导致漂移波的离子温度梯度（ITG）不稳定性，而碰撞不稳定性是PT对称破缺的结果。发现了一种新的由有限碰撞引起的不稳定漂移波。研究还发现，当PT对称性被有限碰撞性破缺时，离子温度和密度的梯度会使离子回旋波不稳定。
2020-10-19 physics.plasm-ph quant-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
A kinetic interpretation of the classical Rayleigh-Taylor instability
瑞利-泰勒（RT）不稳定性在从天体物理到实验室等离子体的许多物理领域中普遍存在，并且主要使用流体模型进行研究，其中大多数是理想流体模型。这项工作是第一次提出了一个5维（2空间维，3速度空间维）模拟使用连续动力学模型研究碰撞的平均自由程和运输的不稳定性增长的影响。连续动力学模型提供了无噪声访问的完整的粒子分布函数，允许详细调查的动力学物理的作用，如RT不稳定的流体动力学现象。对于长的平均自由程，没有RT不稳定性的增长，但随着碰撞的增加，粒子放松对麦克斯韦速度分布，和动力学模拟再现流体模拟结果。这项工作的一个重要和新颖的贡献是在中间碰撞的情况下，是无法访问与传统的流体模型，需要动力学建模。中间碰撞的情况下的模拟表明，RT不稳定性的演变是显着改变相比，高度碰撞类流体的情况下。具体而言，中间碰撞RT不稳定性的增长率低于高碰撞的情况下，同时也产生了显着更扩散的界面。在RT不稳定性界面的演化过程中，相对于惯性项，分布函数的高阶矩对中间碰撞性起着更重要的作用。粒子的能量通量的分布的时刻计算，并表明，运输显着改变在中间碰撞的情况下，偏离得多，所以从高碰撞极限的流体制度。
2022-05-03 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Eigenmodes and growth rates of relativistic current filamentation instability in a collisional plasma
从理论上找到了碰撞区相对论性电流压缩不稳定性的本征模和增长率，并从自洽的束流-麦克斯韦方程组导出了广义色散关系。对于对称逆流、完全相对论性的电子流，电子和离子之间的碰撞耦合产生了振荡和波动的不稳定模式，这些模式在长波长扰动中很突出。在较强的碰撞制度，不断增长的振荡模式往往是占主导地位的所有波长。在无碰撞极限下，这些模式消失，同时保持另一个纯粹的增长模式，与标准的相对论韦伯模式完全一致。电子-电子碰撞和热扩散的影响降低了相对论性韦伯不稳定性的增长率。目前的电子束传输动力学机制对强激光脉冲与等离子体相互作用产生的均匀电子束的输运是必不可少的。
2003-12-25 astro-ph physics.plasm-ph
Fast and accurate calculation of the bootstrap current and radial neoclassical transport in low collisionality stellarator plasmas
Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）
该论文提出一种基于Legendre多项式和块三对角算法快速准确求解低碰撞度单能漂移动力学方程的方法，开发了新经典代码MONKES，可高效计算仿星器自举电流与单能输运系数，适用于仿星器优化与预测输运。
2025-10-31 physics.plasm-ph
Collisional whistler instability and electron temperature staircase in inhomogeneous plasma
University of Oxford（牛津大学）；Trinity College, Oxford（牛津大学三一学院）；Merton College, Oxford（牛津大学默顿学院）
本文研究了碰撞性等离子体中哇声不稳定性，发现其可通过调节电子温度剖面抑制热输运，并在高β条件下形成温度阶梯结构。
2026-01-15 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
On the collisional damping of plasma velocity space instabilities
对于等离子体速度空间不稳定性驱动的粒子分布显着偏离麦克斯韦，弱碰撞可以阻尼的不稳定性的量是显着超出碰撞率本身。这是由于碰撞的双重作用，往往放松等离子体分布朝向麦克斯韦和抑制线性扰动的分布函数。前者的效果可以占主导地位的情况下，不稳定的非麦克斯韦分布驱动的时间尺度上的碰撞比碰撞短得多的无碰撞运输，和理想的不稳定性的增长率有一个敏感的依赖于分布函数。以静电捕获电子驱动的哨声不稳定性为例，阐明了等离子体速度空间不稳定性的强烈碰撞阻尼效应，并通过第一性原理动力学模拟得到证实.
2023-02-02 physics.plasm-ph
Numerical investigation of kinetic instabilities in BGK equilibria under collisional effects
Universitá della Calabria（卡拉布里亚大学）
本研究通过数值模拟探讨了BGK平衡态下碰撞效应对动能不稳定性的影响，发现碰撞率可延迟不稳定性起始，且碰撞效应显著时Hermite谱出现截止。
2025-12-12 physics.plasm-ph
The effect of tangential drifts on neoclassical transport in stellarators close to omnigeneity
一般来说，由于磁场的三维性质，仿星器中被捕获粒子的轨道平均径向磁漂移是非零的。其中的轨道平均径向磁漂移消失的仿星器被称为omniogeneous，他们表现出新古典输运水平的轴对称托卡马克。然而，偏离全方位的影响在实践中是不可忽视的。对于足够低的碰撞频率（低于定义$1/ν$状态的值），与通量表面相切的漂移分量变得相关。本文重点研究当非全异性扰动梯度较小时，接近全异性的仿星器中的这种碰撞机制。首先，它被证明，接近omnidium是需要保持径向局部性的漂移动力学方程的碰撞低于$1/ν$制度。结果表明，新经典输运是由相空间中的两层决定的。其中一层对应于$\sqrtν$状态，另一层对应于超香蕉-平台状态。超香蕉高原层的切向电场的计算的重要性被强调，以及后者的相关性，在本文中考虑的碰撞制度的新古典运输。特别是，切向电场是必不可少的出现一个新的subregime超香蕉高原运输时，径向电场是小的。给出了包括$\sqrtν$区和超香蕉坪区的离子能流公式。能量通量与全方位偏差大小的平方成比例。最后，它是解释为什么低于一定的碰撞性值，在这篇文章中提出的配方不再有效。
2017-03-10 physics.plasm-ph
Collisional energy transfer in two-component plasmas
讨论了由两种不同温度的物质组成的等离子体中的摩擦以及由此引起的能量转移。结果表明，在准中性等离子体中，两种粒子间的摩擦对离子声模没有影响。用泊松方程代替准中性，揭示了碰撞能量转移驱动的不稳定性的可能性。然而，两种物质的不同起始温度意味着一个不断发展的平衡。结果表明，平衡的电子-离子等离子体的弛豫时间，事实上，总是短于增长率的时间，和不稳定性，因此可以永远不会有效地发生。这里得到的结果应有助于明确澄清过去得到的一些矛盾的结果。
2008-08-18 physics.plasm-ph
Nonlinear structure in a current-carrying collisional dusty plasma
研究了离子垂直漂移作为高碰撞尘埃等离子体中产生磁场结构的一种机制。基本的耗散机制被假定为尘埃中性粒子的动量交换，因此具有小电离分数的等离子体是实验的自然候选者。该模型归结为一个非线性偏微分方程的矢量位。确定了线性不稳定性的条件。稳态是磁场的周期性排列，由Lienard方程描述。完全耗尽（离子尘埃）的情况下，也被认为是详细的。分析了在行星环、彗星和尘埃声学不稳定性实验中的应用。模型有效性的必要条件是所产生的磁场的时间尺度足够慢。
2008-05-27 physics.plasm-ph
Two-stream instability with a growth rate insensitive to collisions in a dissipative plasma jet
该研究针对传统认为碰撞抑制双流不稳定性的认知，结合碰撞双流体模型与Caltech等离子体射流实验，发现低频双流不稳定性增长率对碰撞不敏感，且高碰撞性可在射流横截面收缩时促进双层结构形成。
2023-05-01 physics.plasm-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
An asymptotic-preserving 2D-2P relativistic Drift-Kinetic-Equation solver for runaway electron simulations in axisymmetric tokamaks
本文提出了一种渐近保持（AP）、一致收敛的相对论性碰撞漂移动力学方程（rDKE）数值格式，用于模拟轴对称环形磁场中的逃逸电子.该方法是来自一个精确的格林函数解与数值近似的量化影响，并导致一个简单的，两步操作分裂算法，由碰撞欧拉步骤，和拉格朗日轨道积分步骤与分析规定的内核。该方法的AP字符的主要数值误差的分析表明，以及通过数值实验。我们证明了该算法的能力，提供准确的答案，无论等离子体碰撞的圆形轴对称托卡马克几何形状。
2021-05-04 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Comparison of particle trajectories and collision operators for collisional transport in nonaxisymmetric plasmas
在这项工作中，我们研究了几个常见的简化假设中使用的数值新古典计算的非轴对称等离子体的有效性，无论是通过使用一个新的连续漂移动力学代码，并考虑解析性质的动力学方程。首先，新古典现象计算LHD和W7-X仿星器使用几个版本的漂移动力学方程，包括常用的不可压缩ExB漂移近似和其他两个变量，对应于不同的有效粒子轨迹。结果发现，对于电场低于约三分之一的谐振值，不同的配方给出几乎相同的结果，证明不可压缩ExB漂移近似是相当准确的，在这个政权。然而，在电场共振附近，模型产生实质上不同的结果。我们还比较了各种碰撞算子的结果，包括完全线性化的福克-普朗克算子。在低碰撞，径向梯度驱动的径向运输几乎是相同的不同的运营商，而在其他情况下，它被发现是重要的碰撞守恒动量。
2014-04-02 physics.comp-ph physics.plasm-ph
3D PIC Study of Magnetic Field Effects on Hall Thruster Electron Drift Instability
School of Energy Science and Engineering, Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学能源科学与工程学院）
通过三维粒子模拟（PIC）结合真实磁场和蒙特卡洛碰撞模型，首次系统研究了磁场空间构型和强度对霍尔推力器中电子漂移不稳定性的影响。
2025-04-19 physics.plasm-ph
A New Hybrid Scheme for Simulations of Highly Collisional RF-Driven Plasmas
这项工作描述了一种新的一维混合建模方法具有复杂的化学大气压放电。在这种方法中，电子完全动力学描述使用粒子在细胞/蒙特卡罗（PIC/MCC）计划，而重的物种内的流体描述建模。流行的漂移扩散近似的有效性进行了验证对一个“全”流体模型占离子惯性和离子以及电子的完全动力学PIC/MCC代码。流体模型需要了解动量交换频率和离子迁移率对电场的依赖性，当离子与电场平衡时。为此，构造了一个辅助Monte-Carlo方案。结果表明，漂移扩散近似可以高估离子输运在模拟RF驱动的放电与重离子物种操作在$γ$模式在大气压下或在所有的放电模拟较低的压力。这可能导致夸大的等离子体密度和漂移扩散模型提供的不正确的轮廓。因此，具有全离子流体模型的混合代码版本应该受到青睐，而不是更流行的drfit扩散模型，注意到前一个模型的建议的数值方案意味着只有一个小的额外的计算成本。
2015-08-12 physics.plasm-ph
Polarization and magnetization in collisional and turbulent transport processes
导出了磁约束等离子体中的极化和磁化的表达式，其中包括在回旋半径中的完全展开，以处理平衡和微观电磁湍流的影响。利用得到的表达式，密度和流量的颗粒相关的陀螺中心。在归一化回转半径展开的第一阶中，颗粒流的平均部分由回转中心流和磁化流之和给出，这对应于漂移动力学中所谓的磁化定律，而湍流部分也包含极化流。碰撞对二阶粒子流有额外的贡献。磁表面的平均粒子通量是二阶的，它包含了经典、新经典和湍流输运过程。利用拉格朗日变分原理导出了适当地包含平均和湍流部分的陀螺运动泊松方程和安培方程，以便用于全$f$全球电磁陀螺运动模拟。研究发现，为了使导出的安培方程正确地包含反磁流，在全$f$高β等离子体模拟中，必须保留由湍流矢量势与曲率漂移和$\nabla B$漂移组成的漂移速度的内积所给出的二阶拉格朗日项.这些陀螺动力泊松方程和安培方程的湍流部分被证实同意从WKB表示在早期的作品中导出的结果。
2022-05-19 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
The effects of collisions on the generation and suppression of temperature anisotropies and the Weibel instability
膨胀的等离子体与非平行的温度和密度梯度，并通过Biermann电池产生磁场的建模使用粒子在细胞模拟，包括碰撞效应，通过蒙特卡罗方法。的碰撞程度的缩放表明，可以产生的各向异性，驱动的韦伯不稳定性，梯度尺度短于平均自由程。对于较大的碰撞率，比尔曼电池占主导地位的磁场产生的原因。当能量最大的粒子保持无碰撞时，能斯特效应会导致比尔曼场被热通量拖曳，堆积并增强。
2020-04-28 physics.plasm-ph
Formation of solitary zonal structures via the modulational instability of drift waves
弱相干漂移波的径向包络动力学近似由非线性薛定谔方程控制，该方程是修正的长谷川-三马方程的一个极限。非线性薛定谔方程具有众所周知的孤子解，其调制不稳定性可以自然地产生孤子结构。在本文中，我们证明，这个简单的模型可以充分描述的孤波带状结构的形成修改Hasegawa-Mima方程，但只有当相干漂移波的振幅相对较小。在较大的振幅下，调制不稳定性反而产生稳定的带状结构。此外，我们发现，非相干漂移波的光束状光谱也可以调制不稳定的孤立或固定带状结构的形成，这取决于光束强度。值得注意的是，我们表明，这些漂移波可以被建模为量子类粒子（“漂移”）在最近开发的相空间（Wigner-Moyal）制定，直观地描绘了孤立的带状结构作为准单色漂移凝聚。类量子效应，如衍射，是必不可少的这些凝聚体;因此，后者不能描述的波动动力学模型的基础上，射线近似。
2019-05-23 physics.plasm-ph
On collisions driven negative energy waves and Weibel instability of a relativistic electron beam in a quasi-neutral plasma
提出了一个新的描述强流相对论束流通过电阻等离子体的韦伯不稳定性的准中性模型。它把电子束看作是运动的粒子，而周围的等离子体则看作是非相对论性的流体。对于有限温度梁，识别出一类新的负能量磁声波，它可以具有负能量。它们的增长，由于碰撞耗散在冷返回电流不稳定的束等离子体系统，即使是高的束温度。我们进行详细的二维和三维粒子在细胞（PIC）模拟的热束和碰撞等离子体。结果表明，在三维空间中，韦伯不稳定性仍然存在，即使是物理碰撞的背景等离子体。异常等离子体电阻率则是由双流不稳定性引起的。
2008-09-02 physics.plasm-ph
Study of filamentation instability on the divergence of ultraintense laser-driven electrons
采用碰撞粒子模拟方法研究了超强激光脉冲与等离子体靶相互作用过程中相对论电子束的产生。在碰撞等离子体中，由于等离子体中的双折射不稳定性（FI），产生了横向尺度长度为几个局部等离子体趋肤深度的强磁场，与靶中RE电流的传播有关，从而导致RE发散比无碰撞情况下大大增强。这种效应随着激光强度和靶电荷状态的增加而增加，这表明在未来的快点火实验和激光驱动电子束的其他应用中，在适当的激光强度下使用低Z材料可能会改善RE发散。
2016-10-14 physics.plasm-ph
Direct evidence of the gradient drift instability being the origin of a rotating spoke in a crossed field plasma
采用二维径向-方位角全动力学粒子蒙特卡罗碰撞（PIC/MCC）方法研究了交叉场放电中的等离子体旋转轮辐。动力学模型揭示了线性阶段梯度漂移不稳定性的整个扰动谱：Simon-Hoh，低杂波和离子声模式，提供了梯度漂移不稳定性本质的直接证据。利用梯度漂移不稳定性的双流体色散关系分析了不稳定性的线性发展。将电荷分离效应引入流体线性理论，采用超分辨信号处理方法（多重信号分类）获得数值频谱。模拟的频谱和增长率表现出良好的协议与理论色散关系（实频率和虚频率）在调查的情况下。最线性不稳定的模式被发现是低混合不稳定性和模式过渡到m=1宏观旋转结构后，饱和的线性相位是伴随着一个逆能量级联。在非线性阶段，当在轮辐前通道中引导的$\mathbf{E_θ\times B}$电子流的加热足以提供增强的电离时，可以发生显著的轮辐现象。
2021-03-11 physics.plasm-ph
Fluid Simulations of Three-Dimensional Reconnection that Capture the Lower-Hybrid Drift Instability
流体模型，近似动力学效应最近受到关注的大尺度等离子体，如行星磁层的建模。在三维重联中，重联本身和电流片不稳定性都需要适当地表示。我们表明，基于压力梯度的热通量封闭，使一个十时刻的流体模型捕获的低混合漂移不稳定性（LHDI）的重连模拟内的关键属性。用动力学模型和流体连续模型研究了不稳定性的特征，并分析了它在三维重联模拟中的作用。电磁LHDI的饱和水平高于预期，这导致电流片的强烈扭结。因此，初始扰动的大小对所产生的湍流具有显著影响。
2020-12-28 physics.plasm-ph
Gyrokinetic simulations of the tearing instability
线性陀螺动力学模拟涵盖碰撞-碰撞撕裂不稳定性的过渡制度。它示出的增长率缩放与碰撞同意以及由双流体理论预测的低等离子体β的情况下，离子动力学动力学可以忽略不计。电子波粒子相互作用（朗道阻尼），有限拉莫尔半径，和其他动力学效应无效的流体理论在无碰撞制度，其中一个一般的非多方状态方程的压力（温度）扰动应考虑。我们还改变了背景离子的比例，电子温度，并表明，从现有的计算预期的缩放可以恢复，但只有在非常低的β的限制。
2011-07-28 physics.plasm-ph
Flow-Regulated Suprathermal Particle Acceleration in Weakly Collisional Astrophysical Plasmas
Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天文与空间科学研究院）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）
利用一维Fokker-Planck框架研究弱碰撞等离子体中超热粒子群的形成，引入系统性速度空间漂移项描述流驱动的净能量化，发现速度空间扩散主导超热尾形成，而流漂移调控其效率和谱特性。
2026-06-05 physics.plasm-ph
Experimental verification of Boltzmann equilibrium for negative ions in weakly collisional electronegative plasmas
在直流多偶极室中研究了Ar-O_2弱碰撞电负性等离子体。观察到一个带负电的核和一个带正电的晕。非漂移体中负离子与电子的密度比（α）为0.43。利用离子声波的相速度和激光诱导荧光法测得的正离子的漂移速度，得到了α的分布。实验表明负离子处于玻尔兹曼平衡，温度为0.06 \pm 0.02 eV。在负电性核和正电性晕之间没有发现双层结构。
2012-03-25 physics.plasm-ph
Electron current drive by fusion-product-excited lower hybrid drift instability
我们提出的第一性原理模拟的直接碰撞耦合的自由能的聚变出生的离子到电子流在磁约束聚变等离子体。这些模拟首次展示了托卡马克实验中某些“阿尔法通道”方案的关键组成部分。采用完全自洽的电磁场1D3V粒子模拟程序，模拟了3MeV质子在10keV热氘电子等离子体中的平行漂移环束分布。集体不稳定性在较低的混合频率范围内引起电磁场活动。这些自发激发的倾斜传播波在共振电子上经历朗道阻尼，在电子平行速度分布中绘制出不对称的尾部，其携带电流。
2010-09-06 physics.plasm-ph
Gyrobunching and wave-particle resonance in the lower hybrid drift instability
我们报告的第一性原理研究的耦合演化的高能离子，背景多数离子，电子和电磁场在磁化等离子体中的线性阶段的低混合漂移不稳定性。一个粒子在细胞的代码，与一个空间和三个速度空间坐标，被用来分析的物理空间和陀螺相位角的漂移环形束人口的发展分布的能量质子。进行这种分析的等离子体参数，近似的边缘条件，在大型托卡马克，在一个场景中，是由离子回旋发射的观测动机，并可能与α通道。共振能量转移发生在两个回旋相位角，在这两个相位角处，一个高能质子在其回旋轨道上的瞬时速度精确地匹配沿模拟域的低混合波的相速度。电子空间电荷振荡决定了传播的低杂波的波长，从而决定了驱动不稳定性的高能质子回旋聚束的空间分布。
2011-01-11 physics.plasm-ph
Two-fluid simulations of Rayleigh-Taylor instability in a magnetized solar prominence thread II. Effects of collisionality
在这项工作中，我们探讨的动力学影响和可观察到的签名时，离子中性碰撞不完全耦合的中性和带电流体的参数制度的两种流体效应。本研究的目的是通过非线性双流体数值模拟，加深我们对RTI以及部分电离对RTI发展的影响的理解。我们的双流体模型考虑了中性粘度，热导率，中性粒子和电荷之间的碰撞相互作用：电离/复合，能量和动量转移，摩擦加热。在本文II中，RTI动力学的碰撞效应的敏感性不同的磁场配置支持日珥线程进行了探讨。这是通过修改模型方程人为地改变或消除弹性和非弹性碰撞的影响来实现的。我们发现，电离和中性流体之间的电离和重组反应，如果在平衡之前的不稳定性的发病，并没有实质性影响的发展的主要RTI。然而，这样的反应可能会在冷日珥和周围较热的日冕物质混合期间影响二级结构的发展。我们发现，电离和中性粒子种群内部和之间的碰撞在RTI的线性和非线性发展中起着重要的作用，离子-中性碰撞频率作为小尺度结构的发展或阻尼的主要决定因素。我们还观察到，离子和中性流体之间的流动解耦的程度和签名可以依赖于粒子间的碰撞和磁场配置的突出线程。
2021-04-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Two-dimensional hybrid model of gradient drift instability and enhanced electron transport in a Hall thruster
建立了一个轴向-方位二维霍尔推力器放电模型，用于分析梯度漂移不稳定性（GDI）和GDI单独引起的跨场电子输运增强。对部分电离等离子体采用粒子-流体混合模型，其中假设准中性等离子体中存在无惯性电子流体。为了避免数值不稳定性，准确分析GDI的物理性质，提出了一种无振荡的电子流体模型势场求解方法。对一台1 kW级阳极层式霍尔推力器进行了数值模拟，给出了等离子体不稳定时的流场。在加速区和羽流区观察到了具有涡状结构的等离子体不稳定性。所产生的等离子体不稳定性增强了在通道出口周围的轴向方向和在羽流区域中的交叉场电子输运。证实了电子输运增强效应对网格收敛的影响，表明跨场电子输运增强是基于等离子体不稳定性的。此外，模拟结果与线性微扰分析的比较表明，模拟的等离子体不稳定性反映了GDI理论。结果表明，该混合模型可用于GDI的分析，GDI可增强霍尔推力器的跨场电子输运。
2021-06-01 physics.plasm-ph
Cross-field chaotic transport of electrons by ExB electron drift instability in Hall thruster
提出了一个模型计算来表征霍尔推力器几何结构中电子的异常跨场输运。的异常性质的运输是由于从它们的相互作用所产生的电子与波动的不稳定的静电场的电子回旋漂移不稳定性，这是在这些设备中特有的混沌动力学。电子从这些背景波中获得能量，导致它们的温度沿垂直方向$T_\perp / T_\parallel \sim 4$显著增加，以及沿推进器轴向方向增强的交叉场电子输运。结果表明，波粒相互作用诱导的电子沿轴向的平均速度，这是相同的数量级，在实验观察。
2019-11-06 physics.plasm-ph
3D PIC Simulations on Hall Thruster Electron Drift Instability: Influence of Magnetic Field on Electron Transport
School of Energy Science and Engineering, Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学能源科学与工程学院）
本研究通过三维PIC模拟探讨霍尔推进器中磁场对电子输运的影响，揭示了电子漂移不稳定性与磁场配置的关系，并验证了有效电子迁移率与输运剖面的准确性。
2025-12-06 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
Pressure-anisotropy-induced nonlinearities in the kinetic magnetorotational instability
在无碰撞和弱碰撞的等离子体中，例如在致密物体上的热吸积流中，磁旋转不稳定性（MRI）可能与标准（碰撞）MRI显着不同。特别是，相对于局部磁场方向的压力各向异性可以改变线性MRI色散关系，并导致模式结构和增长率的非线性修改，即使当场和流扰动很小。这项工作研究这些压力各向异性引起的非线性弱非线性，高离子β政权，MRI饱和到强湍流之前。我们的目标是更好地了解如何在低碰撞性等离子体的MRI的饱和度可能不同于在碰撞制度。我们专注于两个关键的影响：（i）的直接影响的自感压力各向异性的非线性的MRI模式的演变，和（ii）的影响压力各向异性的“寄生不稳定性”被怀疑导致模式打破成湍流。我们的主要结论是：（i）镜不稳定性以这样一种方式调节压力各向异性，即一旦模式振幅变得大于背景场（就像在MHD中一样），无碰撞等离子体中的线性MRI是近似非线性解。这意味着无碰撞和碰撞MRI之间的差异在大幅度时变得不重要。(ii)大振幅MRI模式通过寄生不稳定性分解成湍流在无碰撞和碰撞等离子体中是相似的。总之，这些结论表明，在无碰撞等离子体中的磁旋转湍流的路线可能是类似的碰撞等离子体中，最近的动力学模拟所建议的。作为对这些发现的补充，我们为未来磁旋转湍流动力学模拟的设计提供了指导。
2017-11-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Theory of the tertiary instability and the Dimits shift from reduced drift-wave models
静电漂移波湍流中的三次模位于纬向速度$U(x)$相对于径向坐标$x$的极值附近。我们认为，这些模式可以被描述为量子谐振子与复杂的频率，所以它们的频谱可以很容易地计算。相应的增长率$γ_{\rm TI}$内的修改长谷川-若谷模型推导。我们发现，$γ_{\rm TI}$等于主要的不稳定性增长率加上一个长期依赖于本地$U''$，因此，不稳定性阈值移动相比，在均匀湍流。这提供了一个通用的解释，众所周知的，但难以捉摸的迪米特转变，我们发现明确的特里-霍顿限制。线性不稳定的三次模式饱和，由于分区密度的演变或产生径向传播的结构时，剪切$|U'|$是充分削弱的粘度。当这种结构不断产生时，迪米特政权就结束了。
2019-12-11 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
Influence of zonal flows on unstable drift modes in ETG turbulence
研究了电子温度梯度（ETG）驱动模在纬向流存在下的线性不稳定性。随机和确定性的$cos$样配置文件的纬向流。结果表明，纬向流剪切的存在可以稳定ETG漂移模的线性不稳定性。
2008-08-26 physics.plasm-ph
Investigating the Lower Hybrid Drift Instability in Reconnecting Current Sheets Using a Hybrid Kinetic Model (ssV Code)
本研究利用ssV代码的混合动力学模型，探究再连接电流片中低杂漂移不稳定性的非线性演化，发现其可增强反常电阻并可能促进快速磁重联。
2025-10-07 physics.plasm-ph
Gyrokinetic theory of slab universal modes and the non-existence of the Gradient Drift Coupling (GDC) instability
本文用局部近似法分析了无碰撞平板几何的回转运动线性稳定性。我们专注于$k_\parallel=0$普遍（或熵）模式驱动的等离子体梯度在小和大等离子体$k_\parallel=0$。这些是小尺度非MHD不稳定性，增长率通常在$k_\perpρ_i\sim 1$附近达到峰值，在长波长$k_\perp\to 0$极限处消失。这项工作还讨论了被称为梯度漂移耦合（GDC）的不稳定性，以前在gyrokinetic文献中报道的模式，它有一个有限的增长率$γ= \sqrt{β/[2(1+β)]} C_s/|L_p|$与$C_s^2=p_0/ρ_0$的$k_\perp\to 0$和普遍不稳定的$1/L_p\neq 0$。我们表明，GDC不稳定性是一个虚假的，非物理的人工制品，错误地出现由于未能尊重总平衡压力平衡$p_0+B_0^2/(8π)=\text{constant}$，这使得假设$B_0'=0$不一致，如果$p_0'\neq 0$。
2018-04-03 physics.plasm-ph
