Local up-down asymmetrically shaped equilibrium model for tokamak plasmas
本文提出了一个局部磁平衡模型，该模型具有有限的纵横比和上下不对称的截面形状，取决于八个自由参数。与其他局部平衡，提供简单的磁表面参数化的成本复杂的极线场磁通量的描述，所提出的模型是故意建立提供易于分析的磁场分量。因此，它特别适合于分析评估各种托卡马克等离子体现象的平衡成形效应。
2018-06-22 physics.plasm-ph
Air plasma key parameters for electromagnetic wave propagation at and out of thermal equilibrium: applications to electromagnetic compatibility
本文论述了等离子体参数的准确表征对电磁兼容性（EMC）的重要性。涉及等离子体材料的电磁兼容问题大多是具有深层相互作用的多物理问题（将化学、机械、热和电磁场联系起来）。本文的主要目的之一是建立热非平衡对电磁波传播的理论影响。这将通过等离子体关键参数（包括复介电常数）来表征。基于有限积分技术（FIT）的数值模拟将证明这种方法用于屏蔽目的和一般空气等离子体的EMC利益。
2019-02-19 physics.plasm-ph
Thermal instability of an expanding dusty plasma with equilibrium cooling
我们提出了一个辐射诱导的不稳定性在膨胀的等离子体相当大的尘埃粒子和平衡冷却的存在下的分析。我们已经表明，平衡膨胀和冷却不稳定的辐射凝结模式和尘埃粒子的存在增强了这种效果。我们已经检查了我们的结果的背景下，电离，尘埃等离子体环境，如行星状星云（PNE）中发现的。结果表明，由于非静力平衡和有限平衡冷却，由热不稳定性形成的小尺度局域结构变为瞬态，这与观测结果一致。尘埃电荷的波动被发现在很大程度上抑制这些不稳定性，但鉴于没有令人信服的实验数据，不能作出明确的结论。
2007-06-28 physics.plasm-ph
Non-equilibrium plasma generation via nano-second multi-mode laser pulses
采用非平衡态模型描述了纳秒级模式拍频对静止空气中等离子体核形成和增长的影响。化学反应性纳维-斯托克斯方程描述了流体力学，非平衡效应基于双温模型建模。逆韧致辐射和多光子电离是通过控制等离子体动力学和光束传播和衰减的方程的耦合解自洽地考虑的（即，辐射转移方程）。尽管该策略可能带来额外的挑战，但它允许最小化击穿，并且使得能够进行更准确的模拟，因为它不需要人工等离子体种子来触发击穿。这种方法的好处是证明了良好的协议之间的预测和实验等离子体边界演化和吸收的能量。同样的情况也适用于周期性等离子体核结构，如实验所建议的和这里讨论的模拟所证实的，与调制频率有关。
2021-12-22 physics.plasm-ph
Complex non-equilibrium dynamics in plasmas
将讨论两种新形式的强耦合等离子体。直到最近，它们才有可能在实验室中创造和观察，并表现出大量有趣的复杂行为，在许多情况下，这些行为是第一次通过实验进行研究。等离子体，带电粒子的气体，在某种意义上是普遍的，复杂行为的某些性质只取决于等离子体的特征参数的比率，而不是参数本身。因此，能够产生和观察强耦合等离子体具有根本和深远的影响，因为它的行为是整个等离子体类的典范。
2009-03-30 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
A tokamak pertinent analytic equilibrium with plasma flow of arbitrary direction
对极向电流、静压和电场的自由函数采用一般线性化方法，得到了任意方向流动的广义Grad-Shafranov方程的解析解。随后，利用上述解构造了一个具有剪切流的D型托卡马克相关平衡。
2019-12-26 physics.plasm-ph
Equilibrium radiation in a plasma medium with spatial and frequency dispersion
对等离子体介质中平衡辐射的研究表明，这种辐射的光谱能量分布不同于普朗克平衡辐射。利用量子电动力学方法，得到了带电粒子系统平衡辐射谱能量密度的一般关系式，该关系式通过考虑空间色散和频率色散的显式横向介电常数以及有限的碰撞阻尼，考虑了等离子体对平衡辐射的影响。对于无穷小阻尼的极限情况，结果与已知的表达式一致。
2019-09-11 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Primordial plasma: influence of non-ideality on equilibrium radiation
本文研究了麦克斯韦等离子体中低频区平衡辐射的渐近行为。结果表明，即使对于弱非理想等离子体，平衡辐射也可以从本质上偏离普朗克定律。从普朗克分布的偏差描述的横向介电常数，考虑到频率和空间色散。等离子体非理想性的影响随着介电常数中的非理想性参数的增大而增大。平衡辐射的光谱能量分布在可观测频率的区域内基本上发生变化。在渐近低频下，平衡辐射开始表现出幂行为而不是对数行为。结果表明，在早期宇宙的原始等离子体中，辐射的光谱能量分布可能不同于普朗克分布。
2020-04-19 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Four-Fluid Axisymmetric Plasma Equilibrium Model Including Relativistic Electrons and Computational Method and Results
最近发展了一个非相对论性多流体等离子体轴对称平衡模型，以考虑除了热电子和离子流体之外的高能电子流体的存在。本文建立并报道了含相对论性高能电子的多流体等离子体的平衡方程。流体模型近似中的相对论效应可以以两种方式出现：由于大的宏观流体速度与光速相当，以及大粒子的微观随机运动，如果温度变得与电子静止质量能量相当或大于电子静止质量能量，则其变得显著。发现相对论广义角动量的轴向分量可以用来描述相对论轴对称平衡。该配方被施加到一个四流体等离子体组成的相对论高能电子流体，热电子流体，和两个热离子物种（例如质子和硼离子）的流体。得到了与静电势一致的四流体密度表达式，并将其应用于计算中。一个例子平衡近似四流体等离子体最近观察到的无螺线管ECRH维持球形环面等离子体的计算和介绍。第二个平衡，扩展的高能电子温度的第一个例子到679 keV的计算揭示显着的相对论效应。
2021-02-19 physics.plasm-ph
A Cubic Micron of Equilibrium Pair Plasma?
有没有可能在实验室中用强激光脉冲产生小体积的平衡对等离子体？否。所需功率将超过10^{18} W。吸收激光能量所需的种子粒子数量将接近所需等离子体中的粒子对数量，并且它们在可见激光场中的辐射将以极高的频率发生。
1998-06-18 astro-ph physics.plasm-ph
Primordial plasma: influence of non-ideality on equilibrium radiation
本文研究了麦克斯韦等离子体中低频区平衡辐射的渐近行为。它表明，已经为弱非理想等离子体的平衡辐射可以基本上偏离普朗克定律。从普朗克分布的偏差描述的横向介电常数，考虑到频率和空间色散。等离子体非理想性的影响随着介电常数中非理想性参数的增大而增大。平衡辐射的光谱能量分布在可观测频率的区域内基本上发生变化。在渐近低的频率有转移从对数到幂行为的平衡辐射。结果表明，在早期宇宙的原始等离子体中，辐射的光谱能量分布可能不同于普朗克分布。
2020-04-13 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Collective Thomson scattering in non-equilibrium laser produced two-stream plasmas
我们通过解析、数值和实验研究了两股非平衡等离子体中的集体汤姆森散射（CTS）。在实验室天体物理学中，CTS是获得局部等离子体诊断的独特工具。虽然标准的CTS理论假设等离子体是线性的、稳定的、各向同性的和平衡的，但在与实验室天体物理学相关的高能现象中，它通常是非线性的、非稳定的、各向异性的和非平衡的。作为空间非平衡系统和天体物理等离子体的典型例子，我们对双流等离子体中的CTS谱进行了理论计算和数值模拟。仿真结果表明，直接通过CTS测量诊断双流不稳定性是可行的。为了证实非平衡态CTS分析，我们一直在开发用于实验室天体物理的高重复频率台式激光实验系统。
2022-10-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Self-organization of dissipative and coherent vortex structures in non-equilibrium magnetized two-dimensional plasmas
利用第一性原理微观朗之万动力学方法，研究了平面几何条件下非平衡磁化等离子体的性质。等离子体的非平衡态是由于电荷的复合和产生而维持的，本文研究了非平衡稳态磁化等离子体的内在微观结构，特别是粒子间的关联和涡旋结构的自组织。模拟已经进行了广泛的参数，包括强等离子体耦合，高电荷复合和产生率，和强烈的磁场。模拟结果表明，非平衡复合和产生过程触发了二维等离子体中远离热平衡的有序耗散或相干漂移涡旋态的形成.这是显而易见的，从不寻常的性质的二元分布和行为的库仑能量的系统，这原来是相当不同的典型的平衡态的等离子体在相同的条件下。
2010-07-04 cond-mat.other physics.plasm-ph
Inverse design of plasma metamaterial devices with realistic elements
在先前研究的扩展中[1]，我们应用逆向设计方法来生产具有现实等离子体元件的二维等离子体超材料设备，该等离子体元件包括石英封套、碰撞性（损耗）、非均匀密度分布和对实验误差/扰动的抵抗力。反向传播有限差分频域模拟用于设计波导和解复用器下的横向磁极化。与现实元素的最佳设备相比，以前的设备与理想化的元素，和几个参数初始化方案的优化算法进行了探讨。解复用和波导的等离子体元件组成的微波政权的设备，合理的空间平均等离子体频率~10 GHz和碰撞频率~1 GHz，允许未来的原位培训和实验实现这些设计。
2022-10-28 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Optical emission spectroscopy of non-equilibrium microwave plasma torch sustained by focused radiation of gyrotron at 24 GHz
用发射光谱法测量了24 GHz微波束在空气中聚焦时非平衡氩等离子体炬的电子温度和气体温度。氩原子的激发温度约为5000 K，而氮分子的振动和转动温度分别为3000 K和2000 K。实验证明了外部气体气氛到等离子体炬的有效混合。氮气分子的振动和转动温度随着离喷嘴出口的距离的增加而略有增加。实验结果表明，在大气压力下的微波放电可能是相关的高度稳定的分子，如二氧化碳，在非平衡条件下的分解。
2020-03-04 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
Electrodynamics of a non-relativistic, non-equilibrium plasma
用经典电动场论研究了非平衡等离子体。非线性相互作用项对修饰电动力场的有限寿命有贡献。寿命表现出$\sim n^{-1} T_{e}^{3/2} T_{i}^{-2}T_{r}^{1/2}$依赖性，其中$n$是数密度，$T_{e}$是电子温度，$T_{i}$是离子温度，以及$T_{r}$是辐射场的温度。所得到的等离子体共振的宽度被示出为随着接近平衡而减小。对于低能电磁辐射，动态屏蔽导致等离子体不透明。这导致了对四次Stefan-Boltzmann定律的二次修正。我们还简要讨论了动态筛选对融合率的影响。我们的非线性波动方程的孤子解允许正电荷的本地化，这可能会提高融合率。
2006-06-13 physics.plasm-ph
On the calculation of equilibrium thermodynamic properties and the establishment of statistical-thermodynamically-consistent finite bound-state partition functions in nonideal multi-component plasma mixtures within the chemical model
本文在化学图象的范围内修正了非理想多组分等离子体系统平衡热力学性质的计算和热力学-热力学相容有限束缚态配分函数的建立问题。目前的探索伴随着引入一个广义的准确制定，在逆问题的解决方案方面，明确的歧义，并给出了一个更好的理解的问题上指出的弱点和不准确/不一致埋在文献中广泛使用的模型。
2010-10-06 physics.plasm-ph
Multi-ion-species effects on magnetosonic waves and energy transfer in thermal equilibrium plasmas
研究了垂直于外磁场传播的磁声波，并考虑了多离子种类的影响。首先，数值计算了热平衡等离子体中磁场涨落的功率谱和自相关函数。在多离子种类等离子体中，除了$ω\simeq kv_{\rm A}$模式之外，在许多不同的离子回旋频率附近存在许多波。由于这些波的相位混合，由这些波组成的准模的自相关函数不能恢复到其初始值。其次，用粒子模拟方法研究了宏观垂直扰动的演化。在多离子种类等离子体中，这种扰动被阻尼。能量从磁场转移到离子。
2004-10-22 physics.plasm-ph
Equilibrium probability distribution of a conductive sphere's floating charge in a collisionless, drifting Maxwellian plasma
等离子体中的尘埃颗粒具有波动的电荷，过去的工作得出结论，在静止的无碰撞等离子体中的球形颗粒具有基本上高斯的电荷概率分布。本文延伸到流动的等离子体和任意大的领域，推导出解析电荷概率分布的归一化常数。我们发现，这些分布也有很好的高斯近似，其均值和方差的解析表达式。
2014-01-27 physics.plasm-ph
Ethanol reforming in non-equilibrium plasma of glow discharge
详细的非平衡乙醇/氩等离子体中的主要等离子体化学过程的动力学研究的结果。结果表明，在放电初期，分子氢主要发生在乙醇抽氢反应中。随后，由活性H、CH 2 OH和CH 3CHOH和甲醛形成氢。与实验数据的比较表明，所使用的动力学机制预测以及在反应器出口处的主要物种的浓度。
2012-05-06 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Measurement and simulation of laser-induced fluorescence from non-equilibrium ultracold neutral plasmas
我们报道了超冷中性等离子体中激光诱导荧光的新测量和模拟。我们专注于最早的时候，当等离子体平衡正在发展和等离子体膨胀之前。在模拟中，离子通过Yukawa势相互作用在一个小细胞与包裹的边界条件。我们解决的光学布洛赫方程为每个离子在模拟作为时间的函数。模拟和实验都显示了初始布洛赫矢量旋转，无序引起的加热，和相干振荡的均方根离子速度。荧光信号的详细建模使得有可能使用荧光光谱探测超冷和强耦合等离子体中的离子动力学。
2009-06-25 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Kinetic instability in inductively oscillatory plasma equilibrium
本文采用粒子模拟方法，对等离子体在空间上的均匀性和时间上的振荡性进行了解析和数值研究。色散关系是从振荡平衡分布函数的Vlasov方程导出的，并用来证明等离子体具有无限多的不稳定动力学模式。这种不稳定性代表了一种新的动力学机制的衰减的初始模式的无限波长（或等效零波数），没有经典波破碎或朗道阻尼存在。讨论了这种不稳定性的相对论推广。在这种情况下，增长最快的不稳定模式的增长率与$γ_T^{-1/2}$成比例，其中$γ_T$是等离子体分布的最大洛伦兹因子。这一结果表明，这种不稳定性是不严重的抑制大洛伦兹因子流动作为纯粹的流动不稳定性。讨论了脉冲星磁层中感应电场振荡不稳定性的相关性。
2021-04-09 physics.plasm-ph
Unifying Kappa Distribution Models for Non-Equilibrium Space Plasmas: A Superstatistical Approach Based on Moments
本文基于超统计框架统一了非平衡空间等离子体的各类kappa分布，提出一种基于矩的新分布模型，绕开温度争论，为建模高能尾部提供了更通用的理论基础。
2025-09-09 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
FEQIS: A free-boundary equilibrium solver for integrated modeling of tokamak plasmas
本文介绍了一种名为FEQIS的新型轴对称自由边界平衡求解器，用于托卡马克等离子体集成建模，其特点是电路连接灵活，并采用多层简化数值方案求解Grad-Shafranov方程。
2025-02-18 physics.plasm-ph
Radial equilibrium of relativistic particle bunches in plasma wakefield accelerators
在等离子体尾场加速器的线性或弱非线性区域中，驱动粒子束很快与尾场达到径向平衡，这是第一次详细描述。结合解析关系、数值积分和第一性原理模拟，得到了平衡束流状态和自洽尾流场。在平衡态中，束流密度在轴附近强烈地达到峰值，束流半径沿着束流是恒定的，并且聚焦强度的纵向变化通过改变束流发射度来平衡。束粒子的横向动量分布依赖于观测半径，既不是可分的，也不是高斯分布。
2016-11-03 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Non-Equilibrium Response of Deuterium-Tritium Fusion Plasma: Molecular Dynamics Study of Ion Tail Replenishment
最近已经提出，由于高能氘-氘离子（Knudsen层）的长的平均自由程，它们的传输可以耗尽在伽莫夫峰附近的速度分布的尾部，并且因此用于极大地降低惯性约束聚变（ICF）等离子体的产率[Molvig \emph{et al.}，\emph{Phys. Rev. Lett.}，109：095001（2012）]。聚变等离子体对离子分布尾部损失的非平衡响应的分子动力学模拟表明，平衡非常迅速地重新建立，对于$ρr > 0.01$，离子尾部补充在小于1 ps内完成。相对于福克-普朗克碰撞算符，聚变等离子体动力学的极快弛豫可以理解为将相空间分布推向麦克斯韦的大熵驱动力，并且是库仑系统的Lyupanov不稳定性的特征。计算了D（t，n）$α$聚变反应的热反应性$\langle σv \rangle$随一系列与ICF热点点火有关的密度的平衡进程的变化。
2017-08-11 physics.plasm-ph
Equilibrium potential profile across magnetic field in inhomogeneous electronegative plasma
本文研究了13.56MHz环形电极共聚焦射频放电产生的氩氧等离子体中沿磁场线的等离子体电位分布。结果表明，随着磁场强度和气压的增加，径向等离子体密度、电子温度和等离子体电势呈现出异常的变化趋势。本文建立了一个解析模型，用以解释当导电边界的短路效应可以忽略不计时径向等离子体电势的分布。据发现，与某些近似，等离子体电位分布可以很好地相关的局部等离子体密度，电子温度，和体电负性类似的玻尔兹曼关系。
2021-08-13 physics.app-ph physics.plasm-ph
An equilibrium model for RFP plasmas in the presence of resonant tearing modes with an application to particle and heat transport
研究了存在饱和振幅撕裂模的有限β柱形RFP等离子体的平衡问题。通过对压力和平行电流密度分布的圆柱对称分量进行适当的正则化，并将其在模态有理表面的梯度设置为零，解决了由MHD力平衡方程JxB=grad（p）的微扰分析产生的奇异性。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。该模型提供了一个简单的工具来外推的磁性数据，通常只测量在等离子体的边缘，等离子体内部。作为应用，我们给出了由重建的磁场分布计算粒子和热的随机扩散系数。
2003-09-29 physics.plasm-ph
Science Challenges in Low Temperature Plasma Science and Engineering: Enabling a Future Based on Electricity through Non-Equilibrium Plasma Chemistry
低温等离子体（LTP）的科学和技术具有将电能转化为化学反应性的动态和多功能方法，从而实现基于可再生电力（FBRE）的未来。LTP的研究连接了工程、等离子体物理、生物学和医学等不同领域，因此LTP体现了融合研究的定义。这项研究将带来可持续产品，碳中和化学品，医学进步，回收资源，先进材料，改善食品和水安全以及环境管理。如果管理得当，LTP科学有可能开发出能够将电力转化为化学反应性和新材料的技术，其规模、效率和选择性能够以可持续的方式满足快速变化的社会的需求。为了实现这些目标，必须解决重大的科学挑战，并为LTP建立一个计划性的家园。研讨会，低温等离子体科学与工程的科学挑战：通过非平衡等离子体化学实现基于电力的未来，于2016年8月在NSF举行，以制定路线图，反映LTP在控制化学反应性以实现可持续未来的背景下影响最大，回报最高的科学挑战。本报告概述了研讨会的结论。
2019-11-16 physics.plasm-ph
Quasi-static magnetic compression of field-reversed configuration plasma: Amended scalings and limits from two-dimensional MHD equilibrium
在这项工作中，几个关键的标度律的准静态磁场压缩的场反转位形（FRC）等离子体[斯宾塞，Tuszewski，和Linford，1983年]的修正从一系列的二维FRC MHD平衡数值获得使用梯度-Shafranov方程求解器NIMEQ。基于新的尺度的伸长率和磁场在分界线和壁，经验稳定的限制的压缩比，聚变增益，和中子产额进行了评估，这可能是一个更准确的估计上限的性能从FRC等离子体的磁压缩作为一个潜在的聚变能源以及中子源设备。
2022-04-17 physics.plasm-ph
Equilibrium reconstruction for Single Helical Axis reversed field pinch plasmas
单螺旋轴（SHAx）结构是强流反场箍缩（RFP）等离子体的自然状态。这些状态的特点是在核心等离子体中存在传输势垒。在这里，我们提出了一种方法来计算这些状态的平衡磁表面的无力近似，这已经实现了SHEq代码。该方法是基于叠加的零阶轴对称平衡和一阶螺旋扰动计算根据Newcomb的方程与边缘磁场测量补充。所测得的电子温度分布，软X射线发射和干涉密度测量计算的磁表面上的映射表明的平衡重建的质量。计算通量表面平均值的程序进行说明，并适用于评估的热导率分布。文中还讨论了所求得的平衡点与欧姆定律的一致性。
2011-01-11 physics.plasm-ph
Thermal equilibrium of non-neutral plasma in dipole magnetic field
长寿命结构的自组织性是长程相互作用宏观系统的显著特征之一。在均匀磁场中，非中性等离子体产生一个“热平衡“，它是一个刚性旋转框架上的玻尔兹曼分布。在这里，我们研究了非中性等离子体如何在非均匀磁场中自组织，作为一个典型的系统，我们考虑了偶极磁场。在这种广义的设置，等离子体表现出其基本机制，决定了松弛状态。绝热不变量的尺度层次是决定性的;在强绝热不变量的拓扑约束下的玻尔兹曼分布（因此，相对于脆弱不变量的均匀分布）是相关的松弛状态，它原来是一个刚性旋转的粒子团（就像在均匀磁场中一样），而密度不再均匀。
2015-03-19 physics.plasm-ph
Definition of a New Level One Test Case Measurements of Equilibrium Radiation from an Inductively Coupled Plasma in the Near-UV to Near-IR Spectral Region for a Titan-Type N2-CH4 Mixture. Preliminary Results
本文介绍了一个测试用例，使用类似的方法和实验设置比以前的测试用例TC 5 - 1级。采用电感耦合等离子体炬在大气压下产生N2-CH 4类钛等离子体（98%N2 - 2%CH4）。工作频率为64 MHz，功率为3 kW。这种装置允许获得化学和准热平衡的等离子体。光谱测量覆盖[300-800] nm范围，并在感应圈内进行。每个有趣的光谱进行校准，并比较线的光谱代码SPARTAN用于模拟的辐射发射的入口型等离子体。最后，对N_2-CH_4等离子体ICP炬中的形核现象进行了讨论。初步研究表明，在石英管上合成纳米结构的碳。
2009-11-12 physics.plasm-ph
Diamagnetic/Paramagnetic Phase Transitions in Non-equilibrium Confined Single-Component Plasmas
本文首次研究了非平衡单组分等离子体在均匀恒定磁场中的相变。我们提出了经典的流体模型，捕捉这种现象，确认与N -粒子模拟，推导出必要的参数，以诱导这种相变的约束，并提出了一个实验来测试新的理论预测。
2022-03-05 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Expansion of non-neutral, local equilibrium plasma
研究了无碰撞非中性等离子体的非线性动力学。得到了麦克斯韦型的含时单粒子分布函数。讨论了初始条件对熵产生的影响。
2017-07-30 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Modelling of three dimensional equilibrium and stability of MAST plasmas with magnetic perturbations using VMEC and COBRA
已知的是，磁扰动可以减轻实验中的边缘局域模（ELM），例如MAST（Kirk等人2013 Nucl. Fusion 53 043007）。一种假设是，磁扰动引起的三维波纹的等离子体和这种波纹的等离子体具有不同的稳定性相比，剥离气球模式的轴对称等离子体。在上下对称的等离子体中已经表明，托卡马克中的磁扰动将打破等离子体的通常轴对称性，引起三维位移（Chapman等人，2012 Plasma Phys. Control. Fusion 54 105013）。我们使用VMEC（S P Hirshman和J C Whitson 1983 Phys. Fluids 26 3553）产生了一个较低的单零MAST相关等离子体的自由边界三维平衡。用于建模的电流和压力分布类似于从ELMs实验数据的轴对称分析中推导出的那些。我们专注于使用RMP线圈施加$n=3$和$n=6$磁扰动的效果。当施加全电流时，观察到超过$\pm 1$ cm的中平面位移。利用COBRA（R Sanchez et al 2000 J. Comput. 161 576-588）。
2013-12-11 physics.plasm-ph
Stepped pressure equilibrium with relaxed flow and applications in reversed-field pinch plasmas
多区域弛豫磁流体动力学（MRxMHD）已成功地在三维（3D）位形中构建平衡态。在MRxMHD中，等离子体被切割成由理想界面分隔的子体积，每个子体积都经历弛豫，从而形成岛和混沌。所得到的平衡具有跨越子体积的阶梯式压力分布。阶跃压力平衡规范（SPEC）[S.R. Hudson等人，等离子体19，112502（2012）]，以数值计算MRxMHD平衡。在这项工作中，我们已经扩展了SPEC代码来计算MRxMHD平衡与现场对齐的流动和旋转，以下的理论发展，将交叉螺旋和角动量的约束。该代码已经过收敛性验证，并与2D中的Grad-Shafranov求解器进行了比较。我们利用我们的新工具研究了反向场箍缩放电崩溃前后的流场变化，其中平行流的数据是可用的。我们发现，有希望的结果，在交叉螺旋度和角动量的约束下，平行流剖面碰撞后SPEC平衡是平坦的等离子体核心和流量的振幅匹配的实验观察。最后，我们提供了一个例子平衡与三维螺旋场结构作为有利的较低的能量状态。这将是第一个3D数值平衡，其中流动效应是自洽计算的。
2020-01-20 physics.plasm-ph
Thermodynamic State Variables in Quasi-Equilibrium Ultracold Neutral Plasma
利用经典分子动力学模拟计算了准平衡态超冷等离子体的压强和内能。库仑崩溃是避免模拟电子-离子相互作用，使用一个有吸引力的库仑势与排斥核心。我们提出了一种方法来分离的经典束缚态，这是由于重组形成的贡献，从自由电荷的贡献时，评估这些热力学状态变量。结果发现，当排斥核长度尺度足够短时，自由电荷的贡献与排斥核长度尺度的选择无关。与自由电荷的分压被发现密切遵循的单组分等离子体模型，在强耦合达到负值，而系统的总压力保持为正。这个赝势模型也适用于德拜-休克尔理论来描述弱耦合制度。
2016-11-04 physics.plasm-ph
Bayesian derivation of plasma equilibrium distribution function for tokamak scenarios and the associated Landau collision operator
在[C.DiTroia，等离子体物理和受控聚变，54，2012]中已经提出了一类参数分布函数作为聚变等离子体中带电粒子的平衡分布函数（EDF），表示中性束注入、离子回旋加速器加热场景的各向异性平衡中的超热粒子。此外，EDF也可以代表慢化$alpha$粒子和核心热等离子体群体的近各向同性平衡。这些EDF依赖于运动常数（COM）。假设轴对称系统没有平衡电场，EDF取决于环向正则动量$P_ϕ$、动能$w$和磁矩μ。在目前的工作中，EDFs获得的第一性原理和一般假设。推导是概率的，并利用贝叶斯定理。基于从磁矩和GC速度pdf获得的信息，baidu参数允许我们描述等离子体离先验概率分布函数（pdf）（例如麦克斯韦分布）有多远。一旦EDF的一般功能形式已经解决，它是如何关联的朗道碰撞算子和福克-普朗克方程，确保系统松弛对建议EDF。
2015-01-18 physics.plasm-ph
An analytic formula for surface currents generating prescribed plasma equilibrium fields
University of Genoa（热那亚大学）
本文提出一个解析公式，用于在给定等离子体域和平衡场时，计算表面电流分布以满足磁场叠加条件，并解释电流最大强度出现在等离子体边界曲率最高点的现象。
2026-04-23 math-ph math.AP math.MP
Non equilibrium velocity distributions of H- ions in H2 plasmas and photodetachment measurements
本文从理论上研究了多尖峰离子源中典型条件下负氢离子H ~-的能量分布函数。H/H_2混合物的情况下，研究了H-传输的动力学方程的Monte Carlo解。对于完全离解的H等离子体和均匀约化电场（E/N）的情况，得到了一个简单的解析模型。结果与激光光剥离实验推导出的两组分布吻合得很好，并解释了低能组作为负离子与H原子的电荷交换碰撞的效果。
2007-05-30 physics.plasm-ph
Numerical investigation into the effects of non-equilibrium plasma discharge on two-stage ignition and LTC of DME/O2/Ar Mixtures
在平面对平面的几何结构中，在76 Torr的减压下，纳秒脉冲非平衡等离子体放电对DME/O2/Ar混合物的点火特性和低温化学或LTC的影响进行了数值研究。通过一个高保真的一维多时间尺度等离子体放电模型，对二甲醚在不同温度区的两阶段点火过程进行了详细的数值研究。设定两个不同的初始温度进行比较：550 K，负温度系数区域，LTC起主导作用; 800 K，中间温度区域，LTC通常不起重要作用。结果表明，在NTC区，非平衡等离子体放电的总点火延迟时间提高了15倍，第一阶段点火的显着改善约250倍。在中温区，等离子体的加入重新激活了两阶段点火特性，总点火延迟缩短了约75倍。这一观察结果表明，在中温区，等离子体放电不仅可以增强DME的点火特性，但也改变了反应途径的反应LTC反应途径，因此，两阶段点火行为再次发生。进一步的研究表明，等离子体增强点火和LTC在中温区是非线性的。当系统的累积能量增加时，非平衡等离子体放电的增强作用达到极限。考虑到热释放的总量，优化的电压脉冲数似乎在35-40的范围内，以提供对总点火延迟时间的最有效的增强。
2018-03-19 physics.plasm-ph
Stationary axial plasma equilibrium in light of the magnetic polarization force
推广了磁化等离子体的标准平衡方程，使之能考虑磁极化力。霍尔项的磁分解所产生的压力梯度的一个因素生存的极限消失的磁化强度和被取消的贡献从磁极化力，使所提出的方程减少到标准形式的自由电流限制。一个轴对称的等离子体柱的解决方案的比较表明协议的自由电流限制为消失的磁化和磁场和电流分布的变化，作为磁化程度的增加。
2010-04-13 physics.class-ph 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
Early out-of-equilibrium beam-plasma evolution
我们解析地解决了以下的径向有限的电子束注入到静止的等离子体中的平衡初始阶段，并测试它对粒子在细胞模拟。对于初始大的束边缘梯度和不太大的束半径，相比于电子趋肤深度，电子束被示出演变成环形结构。对于足够低的横向温度，双折射不稳定性最终进行和饱和时，达到横向各向同性。该分析解释了最近的实验束横向观测的变化。
2006-02-24 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Plasma Equilibrium in Diamagnetic Trap with Neutral Beam Injection
针对轴对称磁镜装置中性束注入下的反磁约束模式，构建自洽等离子体平衡理论模型，结合动力学理论（热离子）与磁流体动力学（背景热等离子体），考虑两类损失并简化柱形气泡情形，得到薄过渡层数值解及GDMT装置实例。
2024-08-13 physics.plasm-ph
Solution to the Grad-Shafranov Boundary Value Problem for a Thermonuclear Plasma contained in a Toroidal Vase With a Conducting Wall under the Assumption of Constant Sources to the Equilibrium in Flux Space
本文提出了一种求解与轴对称磁约束环中等离子体平衡态有关的极向通量函数的Grad-Shafranov偏微分方程的方法，假定平衡态的源（等离子体压力的梯度和通量空间中的环向场函数的平方的一半的梯度）是恒定的，并在环形边界处满足极向通量的常值条件。该方程的解被写为特解和在具有在环面截面的中心处的极点的环面-极坐标系坐标系的变量中的最低阶的N个多极解的组合的和。
2018-09-05 physics.plasm-ph
New applications of Equinox code for real-time plasma equilibrium and profile reconstruction for tokamaks
最近开发的实时平衡代码Equinox [1]使用固定点算法[2]允许使用严格的分析方法实时识别主要的等离子体磁参数。该代码依赖于边界通量代码，提供真空容器第一壁上的通量值。通过最小二乘最小化从先前解获得的磁场与下一次测量之间的差异，代码识别非线性Grad-Shafranov方程的源项[3]。严格使用分析方程和灵活的算法提供了一个机会，可以将新的测量结果纳入稳定的磁平衡代码，并在保持相同物理模型的同时直接比较几个托卡马克之间的结果（即平衡代码中不需要铁模型）。JET和Tore Supra的平衡代码的成功实现已经发表[1]，在本文中，我们展示了使用ITER几何的Equinox代码预测运行的初步结果。
2004-11-19 physics.plasm-ph
Non-Equilibrium Modeling of Arc Plasma Torches
建立了一个双温度热非平衡模型，并应用于直流电弧等离子体炬内部流动的三维时变模拟。的非平衡模型与平衡模型的结果的详细比较。在这两个模型中的流体和电磁方程的数值近似在一个完全耦合的方法由变分多尺度有限元法。与平衡模型相比，非平衡模型不需要单独的再附着模型来产生电弧再附着过程并限制总电压降和电弧长度的大小。非平衡结果显示在等离子体-冷流相互作用区域和靠近阳极表面处存在大的非平衡区域。在电弧动力学，特别是在电弧再附着过程中，并在总电压降和出口温度和速度的大小模型之间的显着差异进行观察。非平衡结果与实验观测结果一致性提高。
2013-01-03 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Topological Gaseous Plasmon Polariton in Realistic Plasma
体物质中的非平凡拓扑与拓扑保护界面态的存在有关。我们表明，气体等离子体激元（GPP），电磁表面波存在于磁化等离子体和真空的边界，具有拓扑起源，产生于非平凡的磁化等离子体的拓扑结构。由于气态等离子体不能维持具有不连续密度的尖锐界面，因此必须考虑具有与波的波长相当或更长的尺度长度的逐渐密度衰减。我们发现，GPP可以在当今的实验室设备中的间隙频谱内找到，这表明平台目前可用于等离子体拓扑波物理的实验研究。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn physics.plasm-ph
On the opportunity of spectroscopic determination of absolute atomic densities in non-equilibrium plasmas from measured relative intensities within resonance multiplets distorted by self-absorption
研究了这种方法在非平衡等离子体发射光谱中的应用前景。该方法包括几种方法的测定{\em绝对}粒子密度的原子从测量的{ \em相对}强度内的共振多重态扭曲的自吸收。分析了从硼到镓的具有多重基态的原子的共振谱线的所有可用光谱数据。结果表明，对于C、O、F、S、Cl等原子，应用该方法需要真空紫外技术，而对于B、Al、Si、Sc、Ti、V、Co、Ni、Ga等原子，则可以通过发射光谱的紫外和可见光部分的强度测量来获得原子密度，适用于包括工业等离子体技术在内的非平衡等离子体的光学诊断和监测的普通光谱仪。
2007-02-16 physics.optics physics.plasm-ph
