A New Paradigm for Turbulent Transport Across a Steep Gradient in Toroidal Plasmas
在环形等离子体中边缘湍流输运的第一原理陀螺动力学模拟发现，在强梯度下的湍流输运系数的趋势相反。结果表明，输运特性的非单调性既存在线性临界梯度，也存在非线性临界梯度。输运通量斜率在转向梯度附近的不连续性显示了二级相变的特征。在强梯度下，最不稳定的模式处于非基态本征态，具有非常规的模式结构，这显著减小了有效关联长度，从而逆转了输运趋势。我们的研究结果提出了一个全新的机制，低到高的限制模式过渡，而不调用剪切流或带状流。
2017-02-01 physics.plasm-ph
T3ST code: Turbulent Transport in Tokamaks via Stochastic Trajectories
本研究提出T3ST程序，采用与回旋动力学互补的统计方法，通过带湍流和库仑碰撞考量的测试粒子法及合成随机场表征，以拉格朗日相关量计算托卡马克湍流输运系数，速度远快于传统回旋动力学程序。
2025-03-24 physics.plasm-ph
First-principles density limit scaling in tokamaks based on edge turbulent transport and implications for ITER
基于湍流输运考虑的第一性原理标度律和ASDEX升级、JET和TCV托卡马克的密度极限放电的多机数据库表明，边界湍流输运随等离子体碰撞性的增加设定了托卡马克中可实现的最大密度。该标度律显示出对加热功率的强烈依赖性，因此在无意的H-L跃迁的情况下，预测ITER的安全裕度比Greenwald经验标度（Greenwald等人，Nucl. Fusion，28（12），1988）大得多。
2022-04-06 physics.plasm-ph
Role of wave-particle resonance in turbulent transport in toroidal plasmas
环形等离子体中的波粒相互作用是漂移波不稳定性驱动的微湍流的一种重要输运机制。在托卡马克装置中，不同的波粒共振条件对不同漂移波序中多组分的能量和粒子输运有重要影响。为了证实电子和离子在托卡马克漂移波不稳定性中的输运机制，利用回旋粒子模拟等离子体芯离子温度梯度（ITG）和无碰撞俘获电子模（CTEM）湍流，研究了波粒共振对湍流输运的影响.模拟结果表明，在CTEM和ITG湍流中，电子输运主要受波粒线性共振控制，离子输运主要受非线性波粒去相关控制。
2021-01-06 physics.plasm-ph
Modelling of turbulent impurity transport in fusion edge plasmas using measured and calculated ionization cross sections
本文用三维电磁陀螺流体计算方法模拟了托卡马克聚变等离子体边缘和刮除层中痕量杂质的湍流输运，包括等离子体轮廓梯度的演化。杂质离子的源函数是从预先确定的测量和计算的电子碰撞电离截面数据动态计算的。模拟描述了产生和进一步被动湍流E-交叉-B平流的杂质的间歇性波动和相干的对流结构（斑点）的刮除层。
2014-08-21 physics.plasm-ph
Ultra Long Turbulent Eddies, Magnetic Topology, and the Triggering of Internal Transport Barriers in Tokamaks
托卡马克等离子体的局部非线性回旋动力学模拟表明，当磁场切变很小时，湍流涡旋可以沿磁场线延伸数百个极向圈。通过准确地模拟不同的场线拓扑结构（例如低阶，几乎合理的，或不合理的安全系数），我们表明，这种“超长”的涡流的并行自相互作用可以显着减少热传输。这揭示了新的策略，以提高约束，构成实验可检验的预测，并阐明了过去的观察内部传输障碍。
2022-08-12 physics.plasm-ph
Statistical description of turbulent transport for flux driven toroidal plasmas
提出了一种新的方法来分析全球全f陀螺动力学模拟中间歇性湍流输运的非高斯概率分布函数（PDF）。在这项工作中，自回归积分移动平均（ARIMA）模型应用于间歇性湍流热传输的时间序列数据，以分离噪声和振荡趋势，允许提取的PDF的非高斯特征。结果表明，非高斯尾巴的PDF从第一原理为基础的陀螺动力学模拟同意的分析估计的基础上的两个流体模型。
2017-06-09 physics.plasm-ph
Turbulent momentum transport due to neoclassical flows
托卡马克中的内禀环向旋转可以由湍流动量输运驱动，这是由于新经典流动效应打破了湍流的对称性。在本文中，我们分类的贡献，由于新古典效应的湍流动量输运，并评估每一个贡献使用gyrokinetic模拟。我们发现，每个贡献的相对重要性的变化与碰撞。对于低碰撞，主要贡献来自新经典粒子和平行流。对于中等碰撞性，由于新经典极向电场和密度和温度的极向梯度，有不可忽略的贡献，这对低碰撞性并不重要。
2015-06-02 physics.plasm-ph
Turbulent transport of MeV range cyclotron heated minorities as compared to alpha particles
本文研究了离子回旋共振加热（ICRH）、MeV量级少数离子在托卡马克等离子体中的湍流输运。这种高能少数，可以在三离子少数加热方案中产生[Ye。O. Kazakov等人（2015）Nucl.Fusion 55，032001]，已经被提出用于在不产生聚变α的情况下实验性地研究快离子的约束性质。我们比较了ICRH离子和聚变产生的α粒子的湍流输运性质。我们的理论预测表明，当从实验结果中得出结论时，必须小心：虽然湍流对这些颗粒的影响在输运系数方面是相似的，但它们的分布函数的差异-最终它们的生成过程-使所得的湍流通量不同。
2016-06-30 physics.plasm-ph
RF current condensation in the presence of turbulent enhanced transport
磁约束等离子体中的急剧温度梯度会导致等离子体的湍流运动。这种湍流反过来又增强了热量在磁场线上的传输。增强的运输影响的温度差异，可以维持在磁岛之间的岛屿中心和其周边。它在这里示出，通过限制这种温差，这种增强的运输可以有深远的影响，在何种程度上的RF电流冷凝效应稳定的岛屿生长。有趣的是，由于热传输不再是简单的线性温度梯度，射频电流冷凝效应也表现出全新的滞后现象。
2020-03-31 physics.plasm-ph
Linear transport in stochastic media. Application to neutral transport in turbulent plasmas
这项工作解决了线性传输在湍流介质中，重点是中性粒子（原子，分子）的磁化聚变等离子体的运输。本文提出了一个基于多元伽玛分布的湍流等离子体随机模型。几何形状是2D平板，湍流被假设为统计均匀的。平均中性密度和电离源，这是相关的综合模拟和诊断应用的数量，计算分析在散射自由的情况下。边界条件和湍流相关长度与中性平均自由程的比值被确定为问题的主要控制参数。研究了平均中性密度与电离源之间的非平凡关系。蒙特卡罗计算，包括散射，然后提出，并在散射自由的情况下获得的主要趋势被证明是保守的。
2010-07-01 physics.plasm-ph
Turbulent transport regimes in the tokamak boundary and operational limits
双流体，三维，通量驱动，全球，电磁湍流模拟进行了使用GBS代码，以确定控制在托卡马克边界的湍流输运的主要参数，并划定边缘湍流的电磁相空间。确定了四种湍流输运机制：（i）在碰撞度和$β$的中间值处出现的充分发展的湍流的区域，其中湍流由电阻气球模式驱动，与托卡马克的L模式操作有关，（ii）在低碰撞度和大热源处的减少的湍流输运的区域，其中湍流由漂移波驱动，与高密度H模式区域有关，（iii）在高碰撞性下的极大湍流输运的区域，其与密度极限的交叉相关联，以及（iv）在高$β$下的理想气球极限以上的区域，具有影响整个受限区域的动力学的全局模式，其可以与$β$极限的交叉相关联。从减少到发达的湍流输运制度的过渡与H-模式的密度限制和分析的比例律可实现的最大边缘密度在H-模式。类似地，分析缩放律的交叉的L-模式密度和$β$限制提供和GBS模拟的结果进行比较。
2022-05-09 physics.plasm-ph
Stochastic and Discrete Time Models of Long-Range Turbulent Transport in the Scrape-Off Layer
本文研究了二维随机时间刮落层湍流输运模型。不稳定性出现在系统中的随机扰动的密度或涡揭示了自己在强大的向外爆发的粒子密度传播弹道跨越SOL。交叉场湍流系统的稳定性和可能的稳定性在很大程度上取决于密度涨落和涡度涨落之间的相互关联时间。大量级通量事件的粒子通量的Pdf可以用在边界处结束的随机行走的简单离散时间玩具模型来建模。漂移时间的频谱特征的PDF模型中的粒子通量和定性再现的实验统计的传输事件。
2004-06-03 physics.plasm-ph
Reduced turbulent transport in the quasi-isodynamic stellarator configuration CIEMAT-QI4
本文通过含动力学离子与电子的 stella 非线性静电模拟，证明准等动力学仿星器 CIEMAT-QI4 具有降低的湍流输运，并探讨其与近似满足 maximum-J 性质的关系。
2024-09-10 physics.plasm-ph
The role of coherent vorticity in turbulent transport in resistive drift-wave turbulence
相干涡提取方法是一种从湍流中提取相干涡的小波技术，本文将其应用于磁化等离子体（长谷川-若谷系统）中电阻漂移波湍流的数值模拟。目的是只保留必要的自由度，负责运输。结果表明，径向密度通量是由这些相干模携带的。在准流体动力学制度，相干涡表现出耗尽的极化漂移非线性和涡强烈主导应变，在对比的quasiadiabatic制度。
2011-11-29 physics.plasm-ph
Investigation of Turbulent Transport in Non-Stabilized Plasma at the Edge of the GOLEM Tokamak
通过朗缪尔探针测量离子饱和电流波动，研究GOLEM托卡马克边缘非稳定等离子体的湍流输运，发现非高斯行为及相干结构，得出径向与极向尺寸相当的非拉长类blob结构主导该区域输运的结论。
2025-02-14 physics.plasm-ph
Effects of intermittency on turbulent transport in magnetized plasmas
分析了湍流的间歇性特征对磁约束等离子体中$\mathbf{E}\times \mathbf{B}$型湍流输运的影响。后者由湍流电势$ϕ$的非高斯分布$P(ϕ)$捕获。我们的分析是在分析层面上进行的，并使用两种统计方法进行了数值确认。我们发现，间歇性线性抑制扩散，主要是通过分布$P(ϕ)$的峰度。这个线性过程的相关敏感性被证明是依赖于极向速度$V_p$和相关时间$τ_c$与最大值的飞行时间$τ_{fl}$。间歇性不影响强制度下的久保数标度。
2021-09-15 physics.plasm-ph
Critical roles of edge turbulent transport in the formation of high-field-side high-density front and density limit disruption in J-TEXT tokamak
本文通过朗缪尔探针和偏振干涉仪诊断，研究了J-TEXT托卡马克中边缘湍流输运对高场侧高密度前沿形成及密度极限破裂的关键作用。
2023-09-01 physics.plasm-ph
Effects of the parallel acceleration on heavy impurity transport in turbulent tokamak plasmas
发现并分析了湍流托卡马克等离子体中重杂质动力学的一个特定过程。我们发现，平行的随机加速度是强烈耦合到垂直运输，并产生一个径向收缩速度。相互作用产生的隐藏漂移，准相干的组成部分的运动，包括一对平均径向速度在相反的方向。平行加速度打破了这种对称性，并产生径向平均速度，可以是向内或向外的方向。在试验粒子模型的框架下，利用数值模拟方法分析了钨离子在三维湍流中的输运。结果表明，在现代托卡马克装置和ITER中，加速度诱导箍缩对W杂质的输运可能是重要的。
2020-08-25 physics.plasm-ph
Turbulent transport of alpha particles in tokamak plasmas
本文研究了聚变产生的α粒子在托卡马克等离子体中的ExB扩散。我们确定一个现实的模型，具有离子温度梯度（ITG）或捕获的电子模式（TEM）驱动的湍流的特性的运输制度。它包括使用数值模拟的结果建模的电位波动的频谱，有效的抗磁速度和平行运动的电位的漂移。我们的半分析统计方法是基于去相关轨迹法（DTM），这是适应于gyrokinetic近似。我们得到了输运系数随湍流参数和α粒子能量的变化。根据我们的计算结果，α粒子的湍流输运只有在能量为100KeV时才能出现。我们确定相应的条件。
2016-03-28 physics.plasm-ph
Modification of turbulent transport with continuous variation of flow shear in the Large Plasma Device
连续控制的方位角流动和剪切的大等离子体装置（LAPD）的边缘已经实现了使用biopolymer限制器，它允许仔细研究流动剪切的影响，压力梯度驱动的湍流和运输在LAPD。LAPD在离子抗磁方向（IDD）上自发旋转;正限制器偏压首先减小，然后最小化（产生接近零的剪切状态），最后将流反转到电子抗磁方向（EDD）。在最小剪切状态下观察到颗粒约束的退化，并且随着在两个流动方向上的剪切的增加观察到湍流颗粒通量的减少。近完全抑制湍流粒子通量的剪切速率相媲美的湍流自相关率在最小剪切状态下测量。湍流通量抑制主要是由低频（$<10$ kHz）密度波动的幅度减小所决定的。观察到的最高剪切状态的波动的增加与出现的相干模式，这不会导致净粒子运输。密度波动的变化符合幂律，并与简单的剪切抑制输运模型相比较。
2012-06-13 physics.plasm-ph
Investigation of turbulent transport regimes in the tokamak edge by using two-fluid simulations
本文利用单零组态磁通驱动双流体模拟的结果，研究了托卡马克边缘湍流输运的过程。确定了三种湍流输运机制：（i）一个发展的输运区，其湍流由交换不稳定性驱动，与托卡马克操作的标准L模式具有许多共同特征，（ii）一个抑制的输运区，其特征在于较高的能量约束时间值，由Kelvin-Helmholtz不稳定性驱动的低振幅相对波动，强E x B剪切流，和一个传输障碍的形成，回忆的H-模式，和（iii）退化的约束制度，其特征在于一个灾难性的大的湍流驱动的湍流传输，这提醒了格林沃尔德密度极限的交叉。我们推导出的压力梯度长度的解析表达式在这三个制度。通过增加热源或降低碰撞性获得从发展的输运状态到抑制的输运状态的过渡，反之亦然，对于从发展的输运状态到退化的约束状态的过渡。的功率阈值的解析表达式，以访问抑制的传输制度，连接到H-模式访问的功率阈值，以及在进入退化的约束制度，相关的格林沃尔德密度之前可实现的最大密度，也来自。实验依赖性的H-模式访问的功率阈值密度，托卡马克大半径，和同位素质量的检索。密度极限的解析估计包含了对等离子体电流和托卡马克小半径的正确依赖。
2020-07-20 physics.plasm-ph
An Enhanced Nonlinear Critical Gradient for Electron Turbulent Transport due to Reversed Magnetic Shear
在国家球形环实验中首次对电子内部输运势垒（e-ITBs）进行了非线性回旋动力学模拟，结果表明反向磁剪切可以通过将电子温度梯度驱动湍流的非线性临界梯度提高到其线性临界值的3倍来抑制热输运。这种湍流的一个有趣的特征是非线性驱动的偏离中平面的径向流。这项工作加强了实验观察，磁剪切可能是一种有效的方式触发和维持e-ITBs的磁聚变装置。
2011-05-11 physics.plasm-ph
Turbulent transport in tokamak plasmas with rotational shear
利用非线性回旋动力学方法研究了托卡马克等离子体中存在旋转剪切时的湍流输运。在足够大的流动剪切，线性不稳定性被抑制，但瞬态增长模式驱动亚临界湍流的振幅增加与流动剪切。这导致热通量的局部最小值，表明等离子体约束的最佳E X B剪切值。局部最大的动量通量也观察到，允许在E × B剪切分叉的可能性。热流密度对温度梯度的敏感依赖性在大的流动剪切值下得到缓解，在较低的流动剪切值下，临界温度梯度增大。湍流普朗特数被发现在很大程度上是独立的温度和流量梯度，与一个接近统一的值。
2010-07-20 physics.plasm-ph
Turbulent Transport-Limited Pedestals in Tokamaks
本文提出输运阈值模型，分析托卡马克边缘台基在ETG等湍流作用下的宽度—高度标度，并结合MAST-U、NSTX和DIII-D实验解释无ELM运行条件。
2025-05-14 physics.plasm-ph
Neural networks for turbulent transport prediction in a simplified model of tokamak plasmas
本研究探索神经网络在托卡马克等离子体简化模型湍流输运预测中的应用，基于测试粒子模拟数据库训练的五维输入神经网络，验证误差低于2%，速度快数个数量级，性能优于样条插值，为相关研究提供了有前景的方法。
2023-12-15 physics.plasm-ph
Impurity transport in trapped electron mode driven turbulence
利用GYRO程序和一个包含极坐标变化静电势的解析模型，对电子模式湍流进行了陀螺运动学模拟。它的径向运输的高Z微量杂质接近核心的影响进行了彻底的研究和零通量杂质密度梯度（峰值因子）的依赖关系的局部等离子体参数。离子-电子温度比、电子温度梯度和主粒子密度梯度等参数主要通过对模式特性的影响来影响杂质峰。极向不对称性，安全系数和磁剪切杂质峰化的影响最强，它表明，在某些情况下，被困电子模式占主导地位，核心积累的高Z杂质可以避免。我们表明，占杂质杂质碰撞算子的动量守恒性质可以是重要的杂质峰因子的准确评估。
2013-04-03 physics.plasm-ph
Suppression of turbulence by trapped electrons in optimised stellarators
在聚变装置中，约束磁场的几何形状对驱动湍流热损失的不稳定性具有显著影响。仿星器尤其如此，如果满足特定的优化标准，“捕获电子模式”（TEM）就会稳定下来，就像Wendelstein 7-X实验（W7-X）一样。在这里，我们发现，通过数值模拟，W7-X确实具有低TEM驱动的运输，也受益于稳定的离子温度梯度模式，在有限的密度梯度增强约束制度的存在给予理论支持。
2020-02-24 physics.plasm-ph
Intrinsic rotation driven by turbulent acceleration
在托卡马克等离子体中，当主导的回旋-麦克斯韦方程组的对称性被破坏时，会引起微分旋转。一个这样的破磁机制被认为是在这里：湍流加速粒子沿平均磁场。这种效应，通常被称为“平行非线性”，已实施的$δf$ gyrokinetic代码$\texttt{stella}$，并用于研究湍流动量输运等离子体的大小和湍流驱动的强度的依赖性。对于具有宽范围的驱动温度梯度的类射流参数，由湍流加速度的包含引起的动量输运类似于或小于离子拉莫尔半径与等离子体小半径的比率。这一低水平的动量传输的解释，证明了一个额外的对称性，禁止动量传输时，湍流被驱动远远高于边缘稳定。
2019-01-10 physics.plasm-ph
Turbulent transport of impurities in 3D devices
一个大的扩散湍流贡献的径向杂质输运在Wendelstein 7-X（W7-X）等离子体已被实验推断在第一运动和数值证实的陀螺动力学模拟与代码斯特拉。在一般情况下，在初始W7-X活动期间没有强烈的杂质积累归因于该扩散项。在目前的工作中，扩散的贡献也计算在其他仿星器等离子体。特别地，获得了W7-X、LHD、TJ-II和NCSX的离子温度梯度（ITG）湍流产生的碳和铁杂质的扩散系数（D）和对流系数（V）。结果表明，虽然D和V的大小可以不同的四个设备，向内对流都被发现。对于W7-X、TJ-II和NCSX，这两个系数相当，湍流峰值因子惊人地相似。在LHD，明显较弱的扩散和对流杂质传输和显着较大的湍流峰值因子的预测。所有这些都表明，ITG湍流，虽然不强烈，将导致负的杂质密度梯度仿星器。然后，考虑混合ITG/俘获电子模式（TEM）湍流的特定情况下的W7-X，它已被定量评估到什么程度的颗粒燃料减少湍流的情况下，减少湍流输送的杂质以及功能。微量铁杂质的结果表明，虽然他们的湍流运输没有完全抑制，一个显着的减少V和更强的减少D被发现。虽然扩散仍然高于新古典水平，新古典对流将获得在这样的条件下，一个更大的比重的杂质的动力学与标准ECRH方案相比。
2021-10-22 physics.plasm-ph
Suppressing Trapped-Electron-Mode-Driven Turbulence via Optimization of Three-Dimensional Shaping
本研究通过针对准螺旋对称性和捕获电子可用能量的三维磁场成形优化，在准螺旋对称仿星器中成功抑制了捕获电子模驱动的湍流与热流，并揭示了普遍不稳定性在不同三角度位形中对热输运的影响。
2024-12-24 physics.plasm-ph
Effects of magnetic drifts on ion transport in turbulent tokamak plasmas
在三维湍流模型中研究了当前托卡马克聚变实验条件下低能氘离子的随机平流。扩散系数的计算开始从测试粒子的轨迹的框架中的半分析统计模型称为解相关轨迹方法。我们表明，由速度场的空间相关性所决定的轨道捕获是导致反常扩散的主要原因，我们得到了对应于不同湍流模型参数值的输运机制和冻结湍流极限下的捕获条件。取决于模型的参数的值，湍流和磁漂移之间的相互作用导致增加（在极向方向上的运输增加到一个数量级）和减少的粒子运输。
2017-07-27 physics.plasm-ph
Geometry effects on zonal flow dynamics and turbulent transport in optimized stellarators
全局回旋动理学模拟发现，在为新经典输运优化的仿星器中，带状流对ITG湍流有强烈抑制；得益于更高的线性残余水平和更低的非线性频率，QH和QI仿星器的输运降低远大于QA和托卡马克，其输运水平和能量约束时间与托卡马克相似。
2025-05-28 physics.plasm-ph
Turbulent transport regimes in the presence of an X-point magnetic configuration
本文通过测试粒子运动分析托卡马克边缘二维静电湍流输运，发现大尺度涡旋增大输运系数，而X点磁场减少平均自由程但增加离群值。
2025-01-24 physics.plasm-ph
Theory of Equivalent Tokamaks for Characterizing Turbulent Transport in Quasi-symmetric Stellarators
Zhejiang University（浙江大学）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Galaxy Energy LLC（银河能源有限责任公司）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出准对称仿星器的等效托卡马克理论，用三个几何量表征其湍流输运，并通过回旋动理学模拟验证了定量一致性。
2026-10-09 physics.plasm-ph
Charge dependence of neoclassical and turbulent transport of light impurities on MAST
碳和氮杂质输运系数确定重复L-模式放电过程中进行的气体吞吐实验的巨型磁球托卡马克（MAST），并与以前的分析氦杂质输运MAST进行比较。在等离子体的低场侧测量杂质密度分布，因此本文主要关注轻杂质，其中极向不对称对杂质输运的影响预计可以忽略不计。在等离子体核心中发现了碳和氮的弱屏蔽，而氦密度分布在整个等离子体半径上达到峰值。
2015-08-03 physics.plasm-ph
Turbulent transport of impurities and their effect on energy confinement
通过提出线性和非线性gyrokinetic研究，平衡的中性束注入氘放电的DIII-D托卡马克的基础上，我们表明，杂质改变的缩放的主要物种的电荷和质量的运输，甚至更重要的是，他们可以显着改变能量传输，即使在相对较小的数量。极向变化的平衡静电势可导致杂质峰化因子的强烈减小或符号变化，这是由于杂质的输入-输出杂质密度不对称性和EXB漂移的组合效应。我们提出了一个近似表达式的杂质峰因子，并证明杂质峰不显着影响杂质自碰撞。
2012-11-29 physics.plasm-ph
Larmor radius effects on impurity transport in turbulent plasmas
研究了由洛伦兹力决定的湍流磁化等离子体中的测试粒子输运。通过发展去相关轨迹法，得到了对整个参数范围都有效的随时间变化的扩散系数。在存在的陷阱的拉莫尔回转的影响进行了分析，并证明了几个运输制度。
2004-08-05 physics.plasm-ph physics.space-ph
Resonance enhanced turbulent transport
本文在E。Kim [ \emph{Physics of Plasmas}，{ \bf 13}，022308，2006]。湍流扩散被发现至关重要地依赖于抑制之间的竞争，由于剪切和增强，由于共振，取决于剪切流和湍流的特征时间和长度尺度。由于多普勒和参数共振，具有有限记忆时间的湍流会增强传输。在不同的参数空间中提供了湍流振幅和传输的标度。结果表明，振荡剪切流不仅在调节湍流的效率较低，但也可以提高湍流扩散的价值，加速湍流输送。
2008-12-15 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Real-time capable first principle based modelling of tokamak turbulent transport
建立了一个能实时计算的托卡马克堆芯湍流输运模型。该模型是由准线性陀螺动力学输运程序输出的正则化非线性回归构造的。用多层感知器神经网络进行回归。神经网络训练集的输运码输入由五个维度组成，并且仅限于绝热电子。神经网络模型成功地再现了原准线性模型预测的输运通量，同时在计算时间上获得了五个数量级。该模型在一个实时托卡马克模拟器中实现，并在10秒内模拟了300秒的ITER放电。这种基于回归的传输模型的原理证明预计未来训练集的输入空间维度和物理真实性将显着扩大。这旨在提供前所未有的计算速度，再加上基于第一原理的物理学，用于实时控制和集成建模应用。
2015-06-15 physics.plasm-ph
Simulations Campaign of the Turbulent Diffusion at Tokamaks Edges
为了优化现代聚变装置中的磁约束特性，对跨场输运的理解至关重要。在这项工作中，一个二维的，简化的模式被用来研究在该区域的刮除层的湍流动力学。我们展示了如何的数值模型，减少Braginskii方程的基础上，是能够描述的形成和随时间的演变的斑点结构。我们研究这些复杂的动力学通过使用经典的欧拉分析和拉格朗日方法，通过改变等离子体的环境条件。我们已经发现，磁剪切和等离子体的配置文件是至关重要的输运的属性。通过以下拉格朗日示踪剂，我们观察到扩散瞬态的径向运输，在lengthscales大于典型的斑点大小。这一工作对于理解托卡马克装置边缘的湍流输运是有意义的。
2022-09-06 physics.plasm-ph
Modifications of turbulence and turbulent transport associated with a bias-induced confinement transition in LAPD
在大型等离子体装置（LAPD）的边缘驱动方位流[W. Gekelman，{ \itshape et.等人），Rev. Sci. Instr. { \bfseries 62}，2875（1991）]通过相对于等离子体源阴极偏置真空容器的一部分。当施加的偏压超过阈值时，观察到径向粒子约束的转变，这由密度分布的急剧变陡证明，类似于环形约束装置中的L模式到H模式的转变。径向输运的阈值行为和动态行为与流动穿透以及流动剪切和密度梯度分布之间的空间重叠程度有关。研究了与约束转捩有关的湍流和湍流粒子输运的变化。二维互相关测量结果表明，LAPD边缘湍流的空间相干性随偏压的变化而显著变化。湍流中的方位相关显著增加，而径向相关长度变化不大。湍流振幅减少的过渡，特别是在电场波动，但观察到的主要变化是在密度和电场波动之间的交叉相位。交叉相位的变化导致抑制，然后明显逆转的湍流粒子通量的阈值被超过。
2008-12-11 physics.plasm-ph
A quasi-linear model of electromagnetic turbulent transport and its application to flux-driven transport predictions for STEP
本研究基于STEP相关参数的高β电磁非线性回旋动理学模拟数据库，建立全电磁准线性降维输运模型，植入T3D求解器开展首次STEP通量驱动模拟，验证其可描述hybrid-KBM湍流主导的输运稳态，支持STEP存在与概念设计功率相当的聚变稳态。
2025-01-09 physics.plasm-ph
Transition Probability to Turbulent Transport Regime
用统计理论分析了在亚边缘湍流等离子体中观察到的热噪声态和湍流态之间的转变现象。通过对具有滞后特性的朗之万方程的数值模拟，得到了湍流脉动的时间发展过程。分析了两种状态之间的转换率。从亚临界分岔点到线性稳定边界之间的整个区域都发生了从湍流状态到热噪声状态的转变。
2002-04-04 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Signatures of non-Markovian turbulent transport in Reversed Field Pinch plasmas
本文研究了一个真实的反场箍缩磁场位形模型中磁力线的输运。结果表明，输运是反常的，即，它不能用标准的扩散范例来描述。为了适应数值结果，我们提出了一个基于连续时间随机游走形式主义的运输模型。相当好的定量协议出现指数记忆功能。
2005-04-08 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Transition to super-diffusive transport in turbulent plasmas
本文通过引导中心理论，发现增大拉莫尔半径使湍流等离子体中带电粒子输运从扩散转变为近弹道，并揭示无扭转不变环面是引发超扩散的关键机制。
2023-09-04 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.plasm-ph
Scaling laws of two-dimensional incompressible turbulent transport
利用高质量的直接数值模拟方法研究了二维不可压湍流场中的扩散输运问题。采用了三类湍流谱，它们能够捕获短和长范围的时空相关性和振荡特征。我们报告了新的标度律，从$γ=7/10$范式的换算指数，并依赖于湍流的功能。发现了扩散在冻结区和冻结区之间的一个简单关系，强调了区分微分和积分特征尺度的重要性。
2023-03-23 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Turbulent transport and heating of trace heavy ions in hot, magnetized plasmas
导出了低频磁化等离子体湍流中痕量重离子输运和加热的标度律，并与直接数值模拟进行了比较。湍流通量和加热对离子电荷和质量数的预测的依赖关系被发现同意与数值计算结果为固定和差分旋转等离子体。重离子动量输运被发现增加质量，重离子被发现优先加热，这意味着质量依赖的离子温度非常弱的碰撞等离子体和部分电离的重离子在强烈旋转的等离子体。
2012-07-21 physics.plasm-ph physics.space-ph
Spontaneous Transport Barriers Quench Turbulent Resistivity in 2D MHD
这封信确定了二维MHD中湍流电阻率猝灭的物理机制。在没有外加的有序磁场的情况下，自发地形成了磁势的多尺度、斑点-势垒结构。磁能集中在薄的线性屏障中，位于斑点之间的空隙中。势垒抑制了磁能的传输和运动学衰减。势垒形成的局部输运分叉与$\langle A^2\rangle$和负电阻率的逆级联有关，这引起了局部双稳态。对于小尺度强迫，磁势的自发分层发生，势垒位于层之间的间隙。这种结构实际上是一个磁性楼梯。
2019-04-29 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Turbulent transport of fast ions in tokamak plasmas in the presence of resonant magnetic perturbations
该研究采用试验粒子输运模型与直接数值模拟，探究共振磁扰动下托卡马克快离子湍流输运特性，明确有限拉莫尔半径、磁扰动振幅等的影响，发现湍流与磁扰动的非线性耦合增强径向扩散，并提出输运系数通用标度律。
2020-11-04 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Lagrangian features of turbulent transport in tokamak plasmas
本研究针对托卡马克等离子体中漂移型湍流驱动的离子湍流输运，通过T3ST模拟发现其拉格朗日特性具近似遍历性等特征，且初始分布的小约束对输运水平影响可忽略。
2025-09-04 nlin.CD physics.data-an physics.plasm-ph
A new quasilinear model for turbulent momentum transport in tokamaks with flow shear and plasma shaping
本研究针对托卡马克中强$E\ imes B$流剪切降湍流输运的特性，提出一种考虑环向流剪切与等离子体成形的新型物理驱动准线性模型，可快速准确估算多种构型下的湍流动量输运，经GENE模拟验证有效。
2024-01-29 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Predicting the turbulent transport of cosmic rays via neural networks
本文提出一种快速人工神经网络，利用粒子与磁场属性预测湍流天体物理磁场中的宇宙线输运系数，速度较传统测试粒子数值模拟提升10^7倍，误差约5%。
2023-07-12 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Generation of momentum transport in weakly turbulent $β$-plane magnetohydrodynamics
本文对具有面内平均场的$β$平面上的磁流体动力学（MHD）湍流进行了解析和计算研究。我们首先推导出两个有用的分析约束：我们表示的平均湍流交叉螺旋度的平均湍流磁能，然后表明（弱湍流）的时间平均动量输运系统中可以表示的交叉螺旋度谱。然后，我们完成了封闭的系统使用弱湍流理论，适当地扩展到一个系统与多个相互作用的本征模。我们使用这个封闭的Rossby参数$β$的最低阶的光谱微扰解决，从而表明，在系统中的动量输运是$O(β^2)$，从而量化的过渡远离阿尔文湍流。最后，我们验证了我们的理论结果进行直接数值模拟系统在广泛的$β$。
2022-12-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph
