Isotope effect on blob-statistics in gyrofluid simulations of scrape-off layer turbulence
本文研究了回旋流体模拟得到的聚变边缘区等离子体边缘/刮削层耦合湍流特性的时间序列。在分界线附近产生的团块会产生间歇性的信号，这些信号的统计数据取决于反应堆燃料的离子质量，这表明较重同位素的动力学总体上较慢。我们发现，最近建立的刮削层波动的散粒噪声随机模型吻合得相当好，在这方面的贡献进行的数值模拟。
2017-05-29 physics.plasm-ph
Scrape Off Layer profiles interpreted with filament dynamics
一个理论框架的开发链接的密度分布在刮除层（SOL）的波动（长丝），产生它们。该框架是基于独立的细丝的动态和它们的统计行为，可以用来严格理解的机制，导致平坦化和扩大的SOL配置文件，以及径向增加的相对波动幅度。
2016-04-29 physics.plasm-ph
Reduction of transport due to magnetic shear in gyrokinetic simulations of the scrape-off layer
通过对一个螺旋形刮除层模型的电磁回旋动力学模拟，研究了变化的磁剪切对刮除层湍流和廓线的影响。我们开发了一个模型的螺旋几何磁剪切和相应的磁场对齐坐标系，这是用于模拟与Gkeyll代码。我们发现，垂直运输减少的情况下，更强的剪切，导致更高的峰值粒子和热通量的终板。在强剪切情况下，电磁效应略微增加输运。
2021-12-28 physics.plasm-ph
Numerical Simulations of Intermittent Transport in Scrape-Off Layer Plasmas
本文对约束等离子体中与刮削层有关的几何形状和参数进行了二维交换湍流的流体模拟。我们观察到的粒子和热量从散装等离子体中的斑点的形式突发喷射。这些结构传播到刮除层中很远，在刮除层中，由于沿着开放磁场线的传输，这些结构丢失。从单点记录，它示出的斑点有不对称的条件波形，并导致正偏斜和平坦的概率分布函数。径向传播速度可以达到声速的十分之一。这些结果与最近的实验测量非常吻合。
2003-09-02 physics.plasm-ph
Characterisation of the L-mode Scrape Off Layer in MAST: decay lengths
这项工作提出了一个详细的表征MAST刮落层在L模式。扫描线平均密度，等离子体电流和环形磁场进行。通过使用广泛的诊断方法，可以对SOL进行全面和综合的研究。与以前的结果一致，线平均密度的增加引起的中面密度分布的加宽。
2015-06-15 physics.plasm-ph
Experimental observations of bifurcated power decay lengths in the near Scrape-Off Layer of tokamak plasmas
在ST40球形托卡马克上观测到刮削层功率衰减长度分叉为宽窄两组，窄组与磁涨落抑制相关，表明电磁湍流水平降低。
2024-05-23 physics.plasm-ph
Stability of scrape-off layer plasma: a modified Rayleigh-Benard problem
本文对托卡马克装置刮除层等离子体动力学的二维流体模型进行了线性稳定性分析。模型方程是基于漂移有序和静电等离子体的假设下的Braginskii流体方程。该模型还采用了常见的平板几何近似，其中的磁场被假定为常数和直线，与曲率的影响重新引入作为有效的引力项。我们证明，刮除层的等离子体方程可以被看作是描述一个热对流问题的附加效果。新的特征包括非均匀的基本状态梯度、线性阻尼项和附加的平流项。我们在不稳定的发病条件，并进行了广泛的参数扫描，以描述如何作为等离子体参数的函数的稳定性阈值变化。
2018-10-11 physics.plasm-ph
Scrape-off layer turbulence in TCV: evidence in support of stochastic modelling
间歇性波动的TCV刮落层已被调查，通过分析长朗缪尔探针数据的时间序列在固定的条件下，允许计算波动统计具有高精度。离子饱和电流信号主要是由频繁发生的大振幅的突发归因于细丝结构移动通过刮除层。平均突发波形可以用双指数波形来描述，而突发的等待时间和峰值幅度都具有指数分布。与离子饱和电流中的突发相关联的是偶极子形状的浮动电势结构和径向向外定向的电漂移速度和粒子通量，平均峰值随着饱和电流突发幅度而增加。浮动电位波动具有正态概率密度函数，而离子饱和电流和估计径向速度的分布对于大的波动具有指数尾。这些研究结果进行了讨论，根据现行的灯丝运动理论和间歇刮层等离子体波动的随机模型。
2015-12-11 physics.plasm-ph
A Nonlinear Dynamics Characterization of The Scrape-off Layer Plasma Fluctuations
导出了等离子体密度动力学的随机微分方程，与实验测量的分布和理论的二次非线性一致。等离子体密度是由一个乘法维纳过程驱动的，并在湍流相关时间尺度上演化，而线性增长是由波动水平二次阻尼。通过对两个间歇分布的Langevin表示的分析，研究了非线性动力学对二次非线性的敏感性，证明了二次非线性与伽玛分布的一致性.
2012-10-04 physics.plasm-ph
Velocity shear, turbulent saturation, and steep plasma gradients in the scrape-off layer of inner-wall limited tokamaks
采用三维、通量驱动、整体双流体湍流模拟方法，研究了托卡马克装置内壁限制放电刮削层中最近发现的窄功率衰减长度（$λ_q$）。形成的陡峭的等离子体轮廓测量发现出现由于径向剪切$\vec{E}\times\vec{B}$极向流。剪切流和流出的等离子体电流之间复杂的相互作用调节湍流饱和度，确定运输水平。我们量化的剪切流的影响，获得与我们的非线性模拟一致的理论估计。分析计算表明，IWL $λ_q$大致等于湍流相关长度。
2016-06-28 physics.plasm-ph
Four-dimensional drift-kinetic model for scrape-off layer plasmas
在漂移约化极限下，导出了一个能描述任意碰撞度下托卡马克装置刮除层区的四维等离子体模型。该模型的基础是由漂移动力学方程，保留了完整的非线性库仑碰撞算子，并描述了任意远离平衡分布函数。通过将分布函数对垂直速度的依赖关系在Laguerre多项式基上展开，并对垂直速度积分，得到一组分布函数展开系数的四维矩方程。库仑碰撞算子，以及泊松方程，明确评估的垂直速度矩的分布函数。
2020-08-21 physics.plasm-ph
Scaling of the scrape-off layer width during inter-ELM H modes on MAST as measured by infrared thermography
偏滤器表面的功率负载是未来ITER等设备的关键问题，因为材料表面的热限制。表征偏滤器的热通量的一个因素是刮除层（SOL）中的脱落长度，最近的经验缩放显示可以小到1毫米。这些预测是基于多个-使用偏滤器热通量剖面的表达式拟合的热通量宽度的机器定标，该表达式包括SOL中的指数衰减项和关于最后闭合通量的扩散项在私有通量区域中的LCFS表面。
2014-06-11 physics.plasm-ph
Plasma Turbulence in the Scrape-off Layer of the ISTTOK Tokamak
研究了等离子体在极轴向受限刮除层（SOL）中的湍流特性，重点研究了具有圆形截面的大长径比托卡马克装置ISTTOK。基于漂移减少的Braginskii方程的理论研究进行了线性计算和非线性模拟，在二维和三维的几何形状。确定了驱动湍流的线性不稳定性和确定湍流振幅和SOL宽度的机制。一个明显的不对称性之间存在的低场和高场侧的机器。实验测量和模拟结果之间的比较。
2016-10-02 physics.plasm-ph
Stochastic modelling of intermittent scrape-off layer plasma fluctuations
在磁化等离子体的刮削层的波动的单点测量通常被发现是由大振幅的突发，这是与径向运动的斑点状结构为主。这些波动的随机模型，与等离子体密度给出了一个随机序列的突发与一个固定的波形。在非常一般的条件下，该模型预测等离子体波动的偏度和峰度矩之间的抛物线关系。在指数分布的突发幅度和等待时间的情况下，波动幅度的概率密度函数被示出为伽马分布，由平均突发幅度给出的尺度参数和由突发持续时间和等待时间的比率给出的形状参数。
2012-05-25 physics.plasm-ph
Numerical turbulence simulations of intermittent fluctuations in the scrape-off layer of magnetized plasmas
通过简化流体模型的数值湍流模拟，研究了磁约束等离子体边界的间歇性起伏，该模型描述了等离子体密度和电漂移涡在垂直于磁场的二维平面内的演化.两种不同的情况下被认为是，一个描述电阻漂移波的边缘区域和另一个只包括由于不利的磁场曲率的交换不稳定性在刮除层。通过单点记录获得的长数据时间序列的分析进行比较，描述的等离子体波动作为一个叠加的不相关的脉冲的随机模型的预测。对于这两种情况下的调查，径向颗粒密度分布在刮落层是指数与径向恒定的尺度长度。在远刮除层中的粒子密度波动的概率密度函数具有指数尾。斑点状结构的径向运动导致大振幅的爆发，峰值振幅和它们之间的等待时间呈指数分布。平均爆发形状是很好地描述了一个双边指数函数。粒子密度的频率功率谱密度仅仅是平均爆发形状的频率功率谱密度，并且对于刮除层中的所有径向位置是相同的。从数值模拟中得到的涨落统计与最近的磁约束等离子体的实验测量结果非常一致。统计框架定义了一个新的边界湍流模拟验证度量。
2021-02-15 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
Impurity seeding for suppression of the near Scrape-Off Layer heat flux feature in tokamak limited plasmas
在板内有限的等离子体，预计将用于未来的聚变反应堆的启动和斜坡下降阶段，刮削层（SOL）表现出两个区域：“近”和“远”SOL。与近SOL相关联的平行热通量的陡峭径向梯度可导致固体表面上的过度热负荷，损坏它们和/或限制聚变反应堆的操作空间。在本文中，利用[F. Nespoli等人，核聚变2017]，我们提出了一种通过杂质播种来缓解和抑制近SOL热通量特征的技术。首次成功的实验结果从TCV托卡马克的介绍和讨论。
2017-12-04 physics.plasm-ph
Fluctuation statistics in the scrape-off layer of Alcator C-Mod
利用位于Alcator C-Mod偏滤器下挡板和中板外刮除层的Langmuir探针，研究了L模式欧姆加热等离子体放电的离子饱和电流和悬浮电位的长时间序列，线平均等离子体密度n_e/n_G = 0.15 ~ 0.42，其中n_G为格林沃尔德密度。所有的离子饱和电流的时间序列，在远刮离层采样的特征在于大幅度的突发事件。时间序列的偏度系数和过峰度系数服从二次关系，经过适当的归一化处理，它们的直方图部分重合。的离子饱和电流时间序列的直方图被发现同意以及与预测的随机模型的粒子密度波动的刮削层等离子体。连续的大幅度突发事件之间的等待时间的分布和突发幅度的近似描述的指数分布。平均等待时间和爆发幅度被发现与线平均等离子体密度的变化很弱。有条件的平均表明，径向斑点速度，估计从浮动电位测量，增加与规范化的突发振幅在舷外中平面刮落层。对于低密度放电，与偏滤器探头处的大幅度脉冲群相关的浮动电位的有条件平均波形具有偶极形状。在分离偏滤器条件下，平均波形是随机的，表明在偏滤器目标处，斑点与鞘层的电断开。
2016-02-17 physics.plasm-ph
Numerical investigation of Scrape Off Layer anomalous particle transport for MAST parameters
对MAST刮除层中L模等离子体湍流进行了数值模拟。边界等离子体的相关特征，例如密度层的厚度或波动的统计与边缘密度和温度、等离子体电流和并联长度有关。结果表明，边缘密度对密度分布的影响很小，电流或温度越低，密度分布越宽，而连接长度的影响则相反。湍流的统计特性对各边缘参数的变化相对不敏感，具有一定的普适性。有效的传输系数计算几个等离子体条件下，显示出很强的非线性依赖的参数和径向变量。最后，它示出了如何在刮除层的垂直粒子通量有关的边缘参数。
2013-07-09 physics.plasm-ph
ExB analyzer for fast ion temperature measurements in scrape-off layer of the ASDEX Upgrade and COMPASS tokamaks
离子温度的刮削层是一个重要的量，但很少在高时间分辨率测量。为了实现快速测量间歇性事件，如斑点，一种新的ExB分析仪已被设计。使用E $\times$ B分析仪进行测量不需要电压扫描，而是记录直流偏置集电极上的离子电流，这意味着时间分辨率仅受数据采集系统和放大器电子器件的采样频率限制，这超过了感兴趣事件的典型时间尺度（约10微秒）。该分析仪配备了优化的刀口形状的入口狭缝，减少了选择性离子损失，提高了整体离子传输。分析仪的设计与第一次采集的信号和重建的温度。
2016-12-14 physics.plasm-ph
A Gyrokinetic 1D Scrape-Off Layer Model of an ELM Heat Pulse
应用静电回旋动力学模型来模拟平行的等离子体传输的刮除层偏滤器板。作者专注于一个测试问题，以前已经研究过，使用的参数选择来模拟热脉冲驱动的边缘本地化模式（ELM）在JET。以前的工作已经使用了直接的粒子在细胞方程与完整的动力学，或弗拉索夫或流体方程只有并行动力学。随着使用的回旋准中性方程和逻辑鞘边界条件，空间和时间分辨率的要求不再设置由电子德拜长度和等离子体频率，分别。这个测试问题也有助于说明一些物理包含在哈密顿形式的gyrokinetic方程和一些数值的挑战，在开发一个边缘gyrokinetic代码。
2015-01-13 physics.plasm-ph
Blob velocities and sizes in the Alcator C-Mod scrape-off layer for ohmic and high confinement mode plasmas
本研究通过改进的时间延迟估计方法，测量了Alcator C-Mod刮削层中欧姆及高约束模式等离子体的团块速度与尺寸，发现所有模式下团块以400-1000 m/s径向运动，且高约束模式与欧姆模式相似。
2025-01-24 physics.plasm-ph
Reduced modeling of scrape-off losses of runaway electrons during tokamak disruptions
本文提出一个与一维模型兼容的逃逸电子刮削损失低维模型，并在DREAM中实现，结果表明该损失对ITER中实现完全逃逸避免可能至关重要。
2024-10-04 physics.plasm-ph
Simulating X-point radiator turbulence
本研究使用边缘湍流代码GRILLIX模拟ASDEX Upgrade中X点辐射体（XPR）的完全脱靶现象，发现模拟与实验结果高度一致，并揭示了湍流和中性气体对脱靶前沿动态结构及输运的关键影响，从而解释了H模下ELM抑制现象。
2025-08-08 physics.plasm-ph
Scrape-off layer ion temperature measurements at the divertor target in MAST by retarding field energy analyser
离子温度（Ti）的知识对于确定偏滤器和面向等离子体的部件的热通量至关重要，然而与电子温度（Te）数据相比，关于这一点的数据是有限的。Ti测量偏滤器目标之间的边缘局部模式（间ELM）H模式，已使用一种新的减速场能量分析仪（RFEA）。
2013-07-05 physics.plasm-ph
Relationship between frequency power spectra and intermittent, large-amplitude bursts in the Alcator C-Mod scrape-off layer
利用一组欧姆加热等离子体密度扫描实验的喷气成像数据分析了Alcator C-Mod托卡马克边界区的涨落。结果发现，相对波动幅度是温和的，接近正态分布的分界线，但越来越大，并向主室壁间歇。然而，所有径向位置和线平均密度的频率功率谱是相似的。一个随机模型的预测，描述的等离子体波动作为一个叠加的不相关的脉冲，被证明是在良好的协议与测量。这意味着脉冲持续时间是相同的，而脉冲重叠的程度在刮除层中径向向外减小。该模型还描述了阈值水平交叉率，这提供了新的预测等离子体-壁相互作用，由于瞬态传输事件。
2017-02-03 physics.plasm-ph
Characterization of edge and scrape-off layer fluctuations using the fast Li-BES system on COMPASS
最近，COMPASS上的锂束发射光谱（Li-BES）系统在任何类型的等离子体场景中的常规自动操作方面已经达到了其全部诊断能力，并且通常用作COMPASS等离子体边缘区域超快密度轮廓重建的标准工具。本研究的目的是探讨COMPASS Li-BES系统在表征等离子体电子密度起伏方面的优势和局限性。我们展示了等离子体束相互作用的原子物理学如何影响在不同径向位置和不同电子密度分布的测量的解释。我们还证明了广义序贯概率比测试的自动事件检测的可用性。使用非微扰诊断，我们验证了刮落层细丝和伴随的孔（密度赤字）的随机加西亚模型的有效性。
2019-02-01 physics.plasm-ph
Intermittent fluctuations in the Alcator C-Mod scrape-off layer for ohmic and high confinement mode plasmas
利用喷气成像数据分析了Alcator C-Mod托卡马克在欧姆模和高约束模下刮除层中的等离子体涨落。在所有的情况下调查，从一个单一的空间分辨视图到喷气的排放的时间序列占主导地位的大幅度的爆发，由于斑点状的细丝结构径向向外移动和poloidally。欧姆等离子体和边缘局域模自由和增强的D-α高约束模等离子体中的涨落统计具有显著的相似性。连续平均波形具有双侧指数形状，具有可比的时间尺度和不对称性，而突发幅度和它们之间的等待时间呈指数分布。所有这些约束模式的概率密度函数和频率功率谱密度是自相似的。这些结果是强有力的证据，支持一个随机模型描述的等离子体波动的刮削层作为一个叠加的不相关的指数脉冲。该模型的预测是在欧姆和高约束模式等离子体的实验测量非常一致。因此，随机模型提供了一个有价值的工具，预测波动诱导的磁约束聚变等离子体中的等离子体壁的相互作用。
2018-01-02 physics.plasm-ph
Merging dynamics of plasma blobs in the Scrape-off Layer of a tokamak
本研究通过数值模拟探讨了托卡马克刮削层中两个电磁相互作用的等离子体团的合并动力学，发现其合并过程类似磁岛合并不稳定性，并揭示了旋转、加速及分离距离振荡等运动特征。
2024-09-23 physics.plasm-ph
Magnetic Fluctuations in Gyrokinetic Simulations of Tokamak Scrape-Off Layer Turbulence
理解托卡马克边缘和刮削层（SOL）中的湍流输运物理是研制成功聚变堆的关键。在这些区域中的动态起着关键作用，在实现高融合性能，通过确定边缘基座，抑制H模式中的湍流。此外，反应堆的存活率由容器壁的热负荷决定，因此了解热量沿SOL中的开放磁场线流动时的湍流扩散非常重要。大幅波动、磁X点几何形状以及等离子体与材料壁的相互作用使得模拟边缘/SOL中的湍流比核心区域更具挑战性，需要专门的陀螺动力学代码。此外，包括在陀螺运动模拟，可以处理边界等离子体的独特挑战的电磁效应是至关重要的理解的现象，如基座和ELMs，电磁动力学预计是重要的。在这篇论文中，我们开发了第一个能力来模拟开放磁场线上的电磁回旋湍流。这是一个重要的一步，全面的电磁陀螺运动模拟的耦合边缘/SOL系统。通过使用一个连续的全f的方法，通过一个节能的不连续Galerkin（DG）离散方案，避免了安培抵消问题，我们表明，电磁波动可以处理在一个强大的，稳定的，和有效的方式在Gkeyll代码的gyrokinetic模块。然后，我们提出的结果，大致模拟刮落层的国家球形环面实验（NSTX），并表明电磁效应可以影响斑点的动力学和运输。我们还制定了gyrokinetic系统在现场对齐的坐标建模现实的边缘和刮落层的几何形状在实验中。
2021-03-30 physics.plasm-ph
Gyrokinetic Simulations of a Low Recycling Scrape-off Layer without a Lithium Target
Institute for Fusion Studies, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校聚变研究所）；Exofusion；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；General Atomics（通用原子能公司）
本文通过动力学与流体模拟探索STEP磁几何中低再循环模式可行性，发现动力学效应是SOL动力学关键，证明用低再循环壁材可实现高SOL温低SOL密度，且动力学模拟能更好约束杂质、拓宽热通量宽度以解决部分问题。
2025-11-12 physics.plasm-ph
Reduced Physics Model of the Tokamak Scrape-off-Layer for Pulse Design
核心等离子体和边缘等离子体之间的动态相互作用对聚变等离子体的约束和加热有重要影响。刮削层（SOL）等离子体的传输对核心等离子体施加边界条件，并且通过SOL的中性传输影响核心等离子体源。为了更好地研究这些影响在一个自我一致的，时间依赖的方式与合理的周转时间，减少模型是必要的。在本文中，我们介绍了SOL箱模型，一个简化的SOL模型，计算等离子体的温度和密度的SOL给定的核心到边缘的粒子和功率通量和再循环系数。盒模型的分析性质允许一个容易地将SOL物理在控制室中的脉冲设计应用的时间相关的传输解算器。在这里，我们证明了这样的耦合与核心运输求解TRANSP和比较的结果与密度和温度测量，通过汤姆逊散射和朗缪尔探针，NSTX放电。未来的解释和预测模拟的影响进行了讨论。
2022-12-28 physics.plasm-ph
Probabilistic and Geometry Aware Neural Surrogate of Scrape Off Layer Plasma Simulations
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；DIFFER（荷兰等离子体物理研究所）
针对托卡马克边界等离子体模拟，提出将曲线网格展开为图像张量并采用条件流匹配模型，实现概率性代理，在敏感工作点捕获多种结果而非平均。
2026-09-24 cs.LG physics.plasm-ph
Convergence of statistical moments of particle density time series in scrape-off layer plasmas
磁约束等离子体的刮削层中的粒子密度波动，如通过喷气成像或朗缪尔探针测量的，被建模为随机过程的实现，其中具有固定形状的脉冲的叠加，等待时间和幅度的指数分布代表斑点状结构的径向运动。与解析公式的过程中，我们得到的样本均值和样本方差的估计作为样本长度，采样频率和随机过程的参数的函数的均方误差的表达式。利用一个特别相关的散粒噪声过程的概率分布函数由伽玛分布给出，我们导出了样本偏度和峰度的估计量，以及这些估计量的均方误差的表达式。数值生成的合成时间序列被用来验证所提出的估计，样本长度依赖的均方误差，和他们的性能。我们发现，基于伽玛分布的样本偏度和峰度的估计比基于矩方法的常见估计更精确和更准确。
2015-01-06 physics.plasm-ph
The effects of shape and amplitude on the velocity of scrape-off layer filaments
一个完整的刮除层细丝动力学模型将是相当复杂的，包括温度演变，三维几何形状和有限的拉莫尔半径的影响。然而，反磁电流驱动的静电势导致的$\boldsymbol{E}\times\boldsymbol{B}$平流的基本机制可以用一个简单得多的模型来描述;对简单模型中的物理学的完整理解将有助于解释更复杂的模拟，因为它允许新的效应被解开。在这里，我们考虑这样一个简单的模型，它假设冷离子和等温电子，并减少到两个维度。我们推导出缩放与宽度和振幅的速度孤立的刮落层细丝，允许任意椭圆形的横截面，以前只有圆形横截面已被认为是分析。我们还把振幅标度变换转化为一种新的更令人满意的形式。的分析结果进行了广泛的验证与二维模拟，也比较，与合理的协议，三维模拟具有最小的变化平行于磁场。
2016-02-01 physics.plasm-ph
Universality of Poisson-driven plasma fluctuations in the Alcator C-Mod scrape-off layer
在下一代高占空比聚变功率实验中，磁约束等离子体边界区域普遍存在大幅度的间歇性波动，并导致有害的等离子体-壁相互作用。利用Alcator C-Mod装置中刮除层的喷气成像数据时间序列，证明了大幅度波动可以描述为具有固定形状和恒定持续时间的脉冲的叠加。通过对具有双边指数脉冲函数的数据时间序列应用一种新的反卷积算法，可以估计脉冲的到达时间和幅度，并且可以高精度地重建测量时间序列。脉冲幅度被示出为遵循指数分布。脉冲之间的等待时间是不相关的，它们的分布具有指数尾，到达的数量是时间的线性函数。这表明，脉冲到达遵循齐次泊松过程。相同的统计特性适用于欧姆和高约束模式等离子体，清楚地表明在边界区域的Alcator C-Mod的波动统计的普遍性。
2018-10-05 physics.plasm-ph
Blob interaction in 2D scrape off layer simulations
研究了磁约束聚变装置刮除层中相干结构的相互作用。用二维流体程序研究了孤立的和相互作用的种子液滴以及等离子体湍流。用斑点跟踪算法确定斑点的特征（大小、幅度、位置），该斑点跟踪算法将它们识别为高于所选密度阈值的相干结构，并与传统的质量质心方法进行比较。这两种方法的协议被证明是由斑点跟踪算法的参数的影响。基准的方法，然后扩展到人口的相互作用等离子体斑点的统计分布的振幅，大小和初始位置为不同水平的不稳定性。正如预期的那样，为减少不稳定性，我们观察到越来越多的斑点偏离尺寸速度标度律的完全孤立的斑点。这被发现是由斑点与彼此的静电势的相互作用引起的，导致更高的平均斑点速度。与完全隔离的斑点的图片的变化程度被量化为种子斑点的平均等待时间的函数。
2020-07-08 physics.plasm-ph
Gas puff imaging of plasma turbulence in the magnetic island scrape-off layer of W7-X
本文利用气体 puff 成像诊断研究 W7-X 仿星器磁岛刮削层湍流，发现流动以极向为主、径向较弱，表明 ExB 对流主导且丝状输运受抑制，并揭示连接长度与剪切流结构的关联。
2025-03-28 physics.plasm-ph
Turbulent broadening of electron heat-flux width in electromagnetic gyrokinetic simulations of a helical scrape-off layer model
我们表明，交叉场运输的刮除层（SOL）可以适度增加电磁效应在高β制度，导致在更广泛的电子热通量的宽度上的终板。这一结论是从全$f$电磁陀螺动力学模拟的螺旋SOL模型，大致近似的SOL的国家球形环面实验（NSTX）。Gkeyll代码，最近成为第一个代码，以证明有能力模拟开放的磁场线鞘边界条件的电磁回旋湍流的模拟已经进行。我们扫描源速率，从而扫描$β$，以便在实验相关范围$α= 0.3-1.5$上扫描归一化压力梯度（MHD气球参数$α\propto \partial β/ \partial r \propto β/ L_p$）。当β增加时，中平面附近的压力梯度标度长度$L_p$几乎没有变化，中平面附近的交叉场传输增加10%会导致电子热通量宽度$λ_q$增加，到达终板的峰值电子热通量减少25%。
2022-04-26 physics.plasm-ph
Theory-based scaling laws of near and far scrape-off layer widths in single-null L-mode discharges
采用双流体模型，解析推导了L模偏转托卡马克放电近、远刮离层宽度的理论标度律。近SOL的压力和密度衰减长度是通过利用电源之间的平衡，垂直的湍流运输通过分界线，并在血管壁的平行损失，而远SOL的压力和密度衰减长度是通过使用由细丝介导的间歇性运输模型推导出来的。在近SOL的压力衰减长度的分析估计，然后比较的结果的三维，通量驱动，全球，双流体湍流模拟的L-模式转向托卡马克等离子体，并验证对实验测量偏滤器热通量分布的实验多机数据库，在这两种情况下显示出非常好的协议。类似地，在远SOL的压力衰减长度的理论标度律进行比较，模拟结果和TCV L模式放电的实验测量，指出需要一个大型的多机数据库的远SOL衰减长度。
2021-04-19 physics.plasm-ph
Stochastic modelling of blob-like plasma filaments in the scrape-off layer: Continuous velocity distributions
本文分析了一个具有随机振幅、尺寸和速度分布的非相关脉冲叠加的随机模型，揭示了脉冲的广泛分布与相关性对刮削层径向分布和涨落特性的影响，并强调了大幅涨落在等离子体-壁相互作用中的重要作用。
2024-01-10 physics.plasm-ph
Benchmarking of a 1D Scrape-off layer code SOLF1D with SOLPS and its use in modelling long-legged divertors
平行于磁场（SOLF 1D）的一个一维代码建模SOL运输基准与二维模拟MAST-U SOL通过SOLPS代码进行两种不同的碰撞。在此比较的基础上，SOLF 1D然后被用来模拟偏滤器腿伸展在1D的影响，在MAST计划的Super-X偏滤器的支持。其目的是通过垂直或径向拉伸偏滤器腿，将磁通量膨胀与回收中性粒子引起的体积功率损失分开。
2013-05-14 physics.plasm-ph
Investigation of the Effect of Resistivity on Scrape Off Layer Filaments using Three Dimensional Simulations
托卡马克装置刮除层（SOL）中细丝的传播在很大程度上决定了该区域的等离子体分布。在传导受限的SOL中，预期平行的温度梯度，使得在靶处对平行电流的电阻大于在更上游处对平行电流的电阻。由于一个孤立的细丝的垂直运动在很大程度上取决于流经它的电流的平衡，这可能会影响细丝的运输。因此，3D模拟已被用于研究增强的平行电阻率对灯丝的动态的影响。具有最小垂直长度尺度的细丝在低电阻率下受到惯性限制（这意味着极化而不是平行电流决定其径向速度），不受电阻率的影响。对于较大的长丝，更快的速度产生在较高的折射率，由于两种机制。首先，平行电流减少，极化电流增强，这意味着惯性状态延伸到更大的细丝，其次，沿平行方向形成电势差，使得对于流入鞘层的相同量的电流，在细丝区域产生更高的电位。这些结果表明，更广泛的SOL配置文件可以在更高的结晶度。
2015-08-17 physics.plasm-ph
On the role of filaments in perpendicular heat transport at the Scrape-off Layer
在这项工作中，我们进行了定量测量的粒子和热输运相关的SOL灯丝在托卡马克，并与密度肩形成的平流的能量在远SOL。这是第一次尝试包括直接测量背景和灯丝的离子和电子温度。有了这个目标，我们结合了数据，从一些等效的L-模式放电ASDEX升级托卡马克中，不同的探头安装在中板机械手。通过与独立诊断的比较，验证了这种方法。结果表明，增加的热传输与长丝后，肩部形成。进入SOL几厘米，仍然发现细丝携带着分界线处喷射出的能量的相当大的一部分（高达五分之一）。
2020-05-13 physics.plasm-ph
Total Fluid Pressure Imbalance in the Scrape-Off Layer of Tokamak Plasmas
采用完全动力学的新经典程序XGCa进行模拟，以探讨动力学效应对DIII-D H模等离子体中的刮除层（SOL）物理的影响。XGCa是一个全f，gyrokinetic代码，自洽地计算轴对称静电势和等离子体动力学，并包括蒙特卡罗中性输运模块。先前提出的XGCa结果显示了几个值得注意的特征，包括SOL中沿场线的离子密度和压力的大变化、SOL平行离子流的实验相关水平（马赫数~0.5）、鞘入口附近导致亚音速流的偏斜离子分布以及鞘电位升高[R.M.丘吉尔，核母线。能源，已提交）。在本文中，我们详细探讨了SOL中的压力平衡问题，因为在模拟中观察到，简单的总压力平衡（离子和电子静压加离子惯性的总和）存在很大的偏差。它将被证明，从离子粘度（驱动离子温度各向异性）和中性源项的贡献可以是相当大的，并应保留在SOL中的并行动量方程，但仍然没有占到所观察到的流体压力不平衡的XGCa模拟结果。
2017-01-19 physics.plasm-ph
Probability distribution functions for intermittent scrape-off layer plasma fluctuations
本文基于泊松过程到达的非关联脉冲的叠加，建立了磁约束等离子体刮削层中间歇涨落的随机模型。在该模型的最常见的应用中，假设脉冲幅度呈指数分布，由实验测量数据中的大幅度波动的条件平均值支持。这一基本假设有两个潜在的局限性。首先，使用条件平均的测量数据的统计分析仅揭示了振幅分布的尾部呈指数分布。其次，指数分布的振幅导致不能捕获例如电势和径向速度的波动的正定信号。假设脉冲幅度不是正定的，常常使找到概率密度函数的闭合形式变得困难，即使特征函数保持相对简单。因此，估计模型参数需要基于特征函数的方法，而不是概率密度函数。在这方面的贡献，改变幅度分布的影响的时刻，概率密度函数和特征函数的过程中，提出了一种参数估计方法，使用的经验分布函数，并测试合成生成的数据。这对于描述磁化等离子体边界区域的间歇性波动很有价值。
2018-05-03 physics.plasm-ph
Influence of plasma background on 3D scrape-off layer filaments
本文研究了自洽等离子体背景（包括等离子体-中性相互作用）对暗条传播动力学的影响。主要的重点是通过直接相互作用和通过他们对等离子体背景的影响中性对灯丝的影响。直接和间接的相互作用都影响细丝的运动。观察到灯丝峰值速度随上游电子温度的单调增加，而随电子密度的增加而减小。如果按目标温度排序，则密度依赖性消失，并且细丝速度仅是目标温度的函数。由于等离子体粘度的密度依赖性，较小的细丝保持密度依赖性。临界尺寸$δ^*$，其中细丝是最快的，被转移到更大的尺寸为更高的密度，由于等离子体粘度。如果去除等离子体粘度的密度依赖性，则$δ^*$不具有温度依赖性，而是具有密度依赖性。
2018-06-19 physics.plasm-ph
Observation of quasi-coherent density fluctuation in scrape-off layer enhancing boundary transport in high-betaN hybrid plasmas on DIII-D
本文报道了用多普勒后向散射系统在DIII-D托卡马克的刮去层（SOL）区观测到的准相干密度涨落（QCF）。在电子回旋加速器加热期间，在具有近双零偏滤器（DND）形状的高功率、高性能混合等离子体中观察到这种QCF。这种模式与陡峭的SOL密度分布相关，并导致ELMs之间的粒子和热通量显着升高。SOL QCF是一种长波长的离子尺度涨落，在等离子体框架中沿离子反磁方向传播。它的径向扩张约为1.5-2厘米，远远超过了DIII-D上热通量的典型宽度。此外，SOL QCF没有表现出任何明确的依赖于有效的SOL碰撞性，因此可能会提出问题的控制等离子体-材料的相互作用在低碰撞性等离子体中的斑点诱导的运输减少。使用BOUT++与5场简化模型进行线性模拟，并与实验观察结果进行比较。模拟结果表明，SOL密度梯度可以驱动一个类高斯密度扰动，其峰值位置和密度扰动的径向宽度与实验结果一致.
2021-03-19 physics.plasm-ph
Stochastic modelling of blob-like plasma filaments in the scrape-off layer: Theoretical foundation
本文提出一种随机模型，通过不相关脉冲的叠加及其随机分布参数，解释磁约束等离子体边界区域的高密度、平坦轮廓和间歇性涨落现象，并揭示其与团状结构的统计关联。
2023-03-31 physics.plasm-ph
Non-local approach to kinetic effects on parallel transport in fluid models of the scrape-off layer
通过使用非局部模型，流体模拟可以捕获动力学效应的平行电子热通量比可能使用通常的扩散模型中的通量限制器。非本地和扩散模型进行了比较，使用一个测试案例的ELM崩溃的JET SOL，模拟在一个维度。非本地模型显示出大大增强的电子温度梯度，这是无法实现的使用磁通限制器。的执行，在BOUT++框架的性能进行了分析，以证明其适用于在SOL的湍流传输的三维模拟应用。
2013-07-15 physics.plasm-ph
Scaling laws for electron kinetic effects in tokamak scrape-off layer plasmas
本文使用一维动力学电子代码 SOL-KiT 研究托卡马克刮削层等离子体中的非局域输运，发现动力学热通量抑制和鞘层热传输系数增强效应，并提出了基于基本 SOL 参数的标度律以修正流体模型。
2023-04-05 physics.plasm-ph
Favorable modifications of Scrape-Off Layer (SOL) heat flux width through pulsed fuelling in ADITYA-U Tokamak
本研究在ADITYA-U托卡马克中通过脉冲加料实现了刮削层热通量宽度的有利调控，结合实验、解析与模拟验证了其效果优于连续送气的热通量缓解效果，并揭示了相关物理机制，为聚变装置热负荷控制提供参考。
2025-08-01 physics.plasm-ph
Experimental and numerical characterisation of the turbulence in the Scrape-Off Layer of MAST
在特定的L模式MAST（兆安培球形托卡马克）放电相关的制度下，在刮去层中的交换湍流的数值模拟。这种放电是用装有Gundestrup探头的往复臂诊断的。模拟和实验的离子饱和电流的平均和统计特性的详细比较。良好的协议被发现在时间平均的径向分布，在概率分布函数（PDF）和定性特征的信号，如突发事件的形状，持续时间和分离。这些结果证实了所使用的简单立交模型的有效性，并有助于确定可以改进的地方。最后，模拟的数据被用来评估的重要性的温度波动的等离子体电位和径向速度测量与朗缪尔探针。结果表明，实际等离子体量和合成诊断信号之间的相关性较差，这表明需要准确测量温度波动，以获得可靠的垂直通量估计。
2013-05-22 physics.plasm-ph
Comparison between mirror Langmuir probe and gas puff imaging measurements of intermittent fluctuations in the Alcator C-Mod scrape-off layer
研究了Alcator C-Mod托卡马克中欧姆加热等离子体中刮削层（SOL）等离子体涨落的统计特性。对于第一次，等离子体波动以及描述波动的参数进行了比较，从一个镜子朗缪尔探针（MLP）和从喷气成像（GPI），采样相同的等离子体放电测量。这种比较是补充线发射时间序列数据的分析，从MLP电子密度和温度测量合成。MLP和GPI观察到的波动通常显示出单位阶的相对波动幅度以及正倾斜和平坦的概率密度函数。这样的数据时间序列很好地描述了一个既定的随机框架，该框架将数据建模为不相关的双边指数脉冲的叠加。该过程最重要的参数是半导体的半导体特性参数，γ = τd / τw，其中τd表示单个脉冲的持续时间，τw给出连续脉冲之间的平均等待时间。在这里，我们表明，使用一种新的反卷积方法，这些参数可以一致地估计从不同的统计数据。我们还表明，由MLP和GPI诊断采样的数据的统计特性非常相似。最后，GPI信号的合成线发射时间序列的比较表明，测得的发射强度不能仅仅由一个简化的模型，忽略中性粒子动力学解释。
2020-05-05 physics.plasm-ph
