Global fluid turbulence simulations in the SOL of a stellarator island divertor
在解析仿星器岛状偏滤器的边缘和SOL中进行了等温流体湍流模拟，发现稳态输运由曲率驱动且存在显著m=2,n=5模式，揭示了密度波动特征及分离面与SOL外部的强相关性。
2024-03-27 physics.plasm-ph
CIEMAT-QI4X: a reactor-relevant quasi-isodynamic stellarator configuration compatible with an island divertor
CIEMAT（西班牙核能研究中心）；Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT（CIEMAT聚变国家实验室）
CIEMAT-QI4X是一种适用于反应堆的准等同磁约束环形装置配置，具备良好的快离子约束和与岛状分流器兼容的边缘结构。
2025-12-09 physics.plasm-ph
STAR_Lite: A stellarator designed to experimentally validate non-resonant divertors
Hampton University（汉普顿大学）；Flatiron Institute（平果研究所）；Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）
STAR_Lite实验验证非共振分流器在近轴对称配置下的鲁棒性，通过模块化线圈设计实现多种配置，确保分流器在磁场扰动下保持稳定。
2026-03-18 physics.plasm-ph
Global fluid simulation of plasma turbulence in a stellarator with an island divertor
一个三维的，通量驱动的，静电的，全球性的，两种流体湍流模拟的5场周期与岛偏滤器的仿星器的结果。数值模拟使用GBS代码进行，该代码最近扩展到模拟非轴对称磁平衡中的等离子体湍流。模拟中使用的真空磁场是用Dommaschk势理论产生的，并描述了一种具有嵌套通量表面的中心区域的配置，该区域被磁岛链包围，类似于W7-X的转向配置。从核心流出的热量到达岛区域，并沿着磁岛传输，撞击对应于模拟域边界的容器壁。粒子和热的径向输运主要是由一个极向数为$m=4$的场取向相干模驱动的。基于非局部线性理论对这种模式的分析表明了它的膨胀性质。在托卡马克模拟和实验，斑点往往有助于运输，我们没有观察到间歇性运输事件的存在。
2022-01-26 physics.plasm-ph
Divertor topology and vacuum vessel design for stellarators
Flatiron Institute（平顿研究所）；Technische Universität Wien（维也纳工业大学）；Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Hampton University（汉普顿大学）
该研究提出仿星器优化算法，通过数值方法计算周期轨道不动点，联合优化模块化线圈与真空容器，实现多种偏滤器拓扑，首次在仿星器中得到精确雪花形偏滤器，生成STAR Lite原型候选设计。
2026-07-30 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Coil geometry with large openings for a HSR3-like stellarator reactor for fast replacement of in-vessel components
本文提出一种三周期HSR3仿星器反应堆线圈几何，通过将类直线扇区外侧线圈远离等离子体布置形成大开口，以支持大型包层和偏滤器模块的远程快速更换。
2025-01-08 physics.plasm-ph
Resilient Stellarator Divertor Characteristics in the Helically Symmetric eXperiment
本文研究 HSX 四种磁位形中的混沌边缘磁力线，发现高连接长度磁力线沿器壁形成稳定螺旋带，并提出最小径向连接量以指导弹性偏滤器靶板设计。
2025-02-14 physics.plasm-ph
Initial evaluation of miniature ultra-high-field commercial stellarator reactors with breeding external to resistive coils
Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT（国家聚变实验室，CIEMAT）；Departamento de Física, Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学物理系）；Oak Ridge National Laboratory (ORNL)（橡树岭国家实验室）；University of Texas, Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究小型等离子体体积超高强度脉冲商业星形反应堆的运行参数和挑战，该反应堆的breeding外部于阻尼线圈（transposed stellarator），可能在极小且简单的设备中产生商业热量和电力，为燃烧等离子体的知识做出贡献。
2026-05-21 physics.plasm-ph
Magnetic mesh generation and field line reconstruction for scrape-off layer and divertor modeling in stellarators
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik（德国马普等离子体物理研究所）
本文提出了一种新的无结构四边形磁通管网格生成器，用于快速插值和映射场线段，适用于磁约束聚变等离子体的磁分隔器和挡板设计优化。
2025-02-12 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Control of the bootstrap current in approximately quasi-axisymmetric magnetic fields
Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT（国家聚变实验室，CIEMAT）
本文提出了一种基于近准轴对称磁场和分段无源扰动的新策略，旨在实现简单线圈几何、托卡马克式约束性能及通过调节反向电流与岛型分流器的兼容性。
2026-10-27 physics.plasm-ph
Reciprocating probe measurements in the test divertor operation phase of Wendelstein 7-X
往复探针是研究磁聚变等离子体边缘和刮削层的经典和广泛的工具。在Wendelstein 7-X（W7-X）仿星器中，多用途操纵器作为多用户平台进行各种探测测量。本文介绍了W7-X第一运行阶段（2017-2018年）带测试偏滤器的往复式探头运行情况。它给出了不同的动物园的探头的概述，并提出了经验教训，探头操作在复杂的磁性几何形状，操作安全，探头设计。一些探针测量的例子，重点是意想不到的意见。
2022-01-11 physics.plasm-ph
Compact quasiaxisymmetric stellarators, a near axisymmetric theory
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Max Plank Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Parks Road, Oxford, OX1 3PU, UK（牛津大学鲁道夫·皮尔斯理论物理中心）
通过近轴对称微扰展开，理论分析紧凑准轴对称仿星器中脊线的形成机制，并数值验证其在内侧负高斯曲率区域的局域化特性。
2026-06-02 physics.plasm-ph
Resonant magnetic perturbations and divertor footprints in poloidally diverted tokamaks
本文导出了极向偏转托卡马克平衡中偏滤器撞击点分裂和共振磁扰动（RMP）产生的磁岛宽度的一般公式。假设RMP是由线圈在低场侧，如用于控制边缘局域模（ELMs）的线圈产生的，它被证明是在边缘的不同磁表面上的岛的宽度和偏滤器分裂的量是相互关联的。解释提供了对齐的最大值的扰动光谱与安全系数的配置文件-经验上观察到的效果在模型中的许多扰动线圈设计。
2010-05-20 physics.plasm-ph
Magnetic-field properties in non-axisymmetric divertors
针对仿星器聚变电站粒子排热需求，研究利用磁力线哈密顿量与正则坐标矢量，数值求解非轴对称偏滤器的磁场特性，为磁场特征的设计与控制提供理论方法。
2023-10-09 physics.plasm-ph
Efficient analysis of magnetic field line behavior in toroidal plasmas
本文提出结合傅里叶变换与高斯窗函数的高效方法，以短积分分析环形等离子体中磁力线转变，用于偏滤器设计与破裂研究，对磁约束聚变至关重要。
2025-03-30 physics.plasm-ph
Omnigenous umbilic stellarators
Princeton University（普林斯顿大学）；Max Planck Institute for Plasma Physics（马普等离子体物理研究所）；Institute for Research in Electronics and Applied Physics, University of Maryland（马里兰大学电子与应用物理研究所）；Thea Energy（Thea能源公司）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）
本文提出了一种新的星形磁约束装置，通过优化等离子体和线圈形状，探索了其在有限β条件下转换托卡马克装置的潜力。
2025-09-30 physics.plasm-ph
A novel objective function minimizes resonant trapped energetic particle losses in stellarators
Columbia University（哥伦比亚大学）
针对近全仿星器的高能粒子共振损失问题，开发了可微目标函数Δ_res，优化准轴对称构型后使高能粒子约束提升4倍，为电站仿星器的粒子损失抑制提供了有力工具。
2026-09-03 physics.plasm-ph
On the interaction between the island divertor heat fluxes, the scrape-off layer radial electric field and the edge turbulence in Wendelstein 7-X plasmas
在仿星器W7-X中，对附加偏滤器条件下SOL中径向电场$E_{\rm r}$的形成进行了实验研究。本研究的主要目的是测试的有效性，在一个复杂的3D岛偏滤器的简单模型，通常在托卡马克，有关$E_{\rm r}$鞘层电位降梯度的目标。此外，我们调查的边缘$E_{\rm r}$剪切的密度波动幅度，根据现有的参考文献，一个公认的现象减少的效果。SOL中测量的主要诊断是V波段多普勒反射计，它可以提供具有良好空间分辨率的$E_{\rm r}$和密度波动的测量。偏滤器参数的三维测量已使用红外相机进行，与$λ_{\rm q}$产生一个合适的代理模型相关的$λ_{\rm T}$。在调查的附加制度，它是第一次表明，在SOL中的$E_{\rm r}$的形成取决于偏滤器的参数，以下$E_{\rm r} \propto T_{\rm e} /λ_q$定性类似于托卡马克中发现的。然后，从分析的等离子体中，观察到的$E_{\rm r}$剪切在边缘的密度波动的幅度的适度的局部减少。
2022-10-05 physics.plasm-ph
Model for screening of resonant magnetic perturbations by plasma in a realistic tokamak geometry and its impact on divertor strike points
这项工作解决的问题，罢工点分裂和磁随机性之间的关系在极向转向托卡马克的边缘存在的外部施加的磁扰动。更具体地说，特设螺旋电流片，以模仿假设的屏蔽外部共振磁扰动的等离子体。这些电流片，抑制磁岛，被发现减少分裂的预期在目标，这表明，屏蔽效应应该是实验观察到的量。多个屏蔽电流片相互加强，即，相对于仅一个电流片的情况，需要较少的电流来屏蔽扰动。
2011-01-27 physics.plasm-ph
Gyrokinetic understanding of the edge pedestal transport driven by resonant magnetic perturbations in a realistic divertor geometry
为了研究密度泵出和电子热约束问题，采用全f粒子回旋动力学程序XGC对共振磁扰动下的DIII-D H模边缘等离子体中的新经典和静电湍流输运进行了自洽模拟. RMP场是从扩展的磁流体动力学（MHD）代码M3 D-C1导入的，考虑到线性双流体等离子体响应。与新古典和湍流物理一起考虑，XGC模拟再现两个关键特征的实验观察到的边缘传输下RMP：增加径向粒子运输的基座区域，这是足以占实验泵出率，并抑制电子热通量的边缘基座的最陡峭的部分。在模拟中，在电子反磁方向上移动的模式的密度波动幅度增加，由于在基座肩部和向外的RMP的相互作用，而电子温度波动幅度减小。
2020-03-16 physics.plasm-ph
The effect of resonant magnetic perturbations on the divertor heat and particle fluxes in MAST
边缘局部模式（ELM）是未来装置（如ITER）的一个问题，因为它们在偏滤器表面产生的瞬态热负荷很大，可能会限制装置的运行时间。本文讨论了应用共振磁扰动（RMPs）作为ELM控制MAST的机制。实验已经进行了使用n=3的环形模式数扰动和测量的撞击点分裂执行。测量已经使用红外和可见光成像来测量偏滤器的热量和粒子通量。测得的配置文件已显示出明确的分裂在L-模式，比较以及与预测的分裂位置从建模，包括屏蔽的效果。在ELM期间，还研究了作为时间函数的走向点的分裂。分裂在ELM期间变化，在峰值热通量时是最强的，并且在ELM结束时（在峰值中平面D（α）发射之后200微秒）变得更加连续。也已经看到分裂轮廓的变化，一些ELM显示出明显的分裂，而另一些则没有分裂。提出了一种可能的解释这种效果，并支持建模，它涉及的RMP字段和ELM灯丝位置之间的相对相位。
2014-06-11 physics.plasm-ph
Magnetic Field Line Chaos, Cantori, and Turnstiles in Toroidal Plasmas
Columbia University（哥伦比亚大学）
本文综述了磁约束等离子体中混沌、康托集和转子数学概念的物理意义及其在磁重联、非共振分流器和失控电子等关键问题中的应用。
2026-03-11 physics.plasm-ph
Exploration of Non-Resonant Divertor Features on the Compact Toroidal Hybrid
本研究利用Compact Toroidal Hybrid（CTH）装置通过扫描感应电流，结合模拟与热通量建模，揭示了非共振偏滤器（NRD）撞击线图案的韧性及其受底层混沌边缘结构影响的机制，为未来NRD机械结构设计提供了支持。
2023-08-24 physics.plasm-ph
Anderson Localization of Ion-Temperature-Gradient Modes in Aperiodic Stellarators
Princeton University（普林斯顿大学）
研究非周期星形场中离子温度梯度模态的安德森局域化机制，揭示离子温度钳制的三阶段阈值结构及低输运第二 regime 的物理机制。
2026-09-22 physics.plasm-ph
The plasma boundary in Single Helical Axis RFP plasmas
在强流反场箍缩（RFP）等离子体中获得的单螺旋轴（SHAx）态显示，除了m=1谱中的主模外，还有一个主模m=0，其环形模数与m=1模相同。这两种模式具有固定的相位关系。由m=0模式跨越反转表面产生的岛链在环向场的浅反转处产生X点结构，该结构将最后一个闭合通量表面与第一壁分离，从而产生偏滤器状配置。发现等离子体与壁面的相互作用与场线与壁面相交的连接长度有关，场线与壁面相交的连接长度显示出由主模环形周期调制的图案。这种配置，这只发生在浅环向场反转，可以利用来实现类似仿星器的岛偏滤器。
2009-09-17 physics.plasm-ph
A New Optimized Quasihelically SymmetricStellarator
一种新的优化准螺旋对称配置，具有改善高能粒子约束，减少湍流transportby3D整形，和非共振偏滤器的能力所需的性能。本文中提出的配置是明确的优化准螺旋对称性，高能粒子约束，新经典约束和轴附近的稳定性。优化后，configurationwere评估其性能方面的高能粒子传输，理想的磁流体动力学（MHD）的稳定性，在各种值的等离子体压力，和离子温度梯度不稳定性引起的湍流运输。离散线圈对各种约束品质因数的影响，包括高能粒子约束，是通过产生单灯丝线圈的配置来确定的。初步偏滤器分析表明，可以创建线圈，不干扰膨胀的容器体积附近的地区传出的热通量，从而证明了操作的可能性非共振偏滤器。
2020-04-23 physics.plasm-ph
Piecewise omnigenous magnetohydrodynamic equilibria as fusion reactor candidates
Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT（CIEMAT 国家聚变实验室）；Universidad Carlos III, Madrid（马德里卡洛斯三世大学）；Princeton University, New Jersey, USA（美国新泽西州普林斯顿大学）
本文提出一种满足理想磁流体动力学平衡方程的分段全向仿星器磁场配置，实现了前所未有的分段全向性，从而在降低径向输运、自举电流和快离子损失的同时保持磁流体动力学稳定性，满足可行聚变反应堆候选的物理标准。
2026-06-02 physics.plasm-ph
Symplectic Maps for Diverted Plasmas
目前，偏滤器主要用于控制磁场和改善等离子体约束。在这篇文章中，我们提出的解析辛映射描述庞加莱映射的磁场线在约束等离子体与一个单一的零极向偏滤器。首先，我们提出一个偏滤器地图和托卡马克的转向配置。我们还介绍了转向等离子体的Ullmann映射，其控制参数由托卡马克实验确定。最后，用轨迹积分法表示环形平衡磁面，得到了单零偏滤器托卡马克的显式、保面积、可积的磁场线图。在这种方法中，我们还给出了由于共振扰动在等离子体边缘的混沌场线的发病的例子。
2017-10-27 physics.plasm-ph
ELM mitigation via rotating resonant magnetic perturbations on MAST
共振磁扰动（RMP）的应用产生分裂偏滤器的罢工点由于RMP场和等离子体场的相互作用。旋转RMP场的应用导致撞击点分裂旋转，将粒子和热通量均匀地分布在偏滤器上。在MAST的RMP线圈已被用来产生一个旋转扰动的环形模式数n=3。在保持H模式的同时，ELM频率随着RMP旋转场的应用而加倍。在缓解过程中，ELM峰值热通量被认为是减少了50%的ELM能量和运动的撞击点，与所施加的RMP场的旋转一致，被认为是使用高空间分辨率（1.5毫米在目标）热通量配置文件使用红外（IR）热成像测量。
2014-10-09 physics.plasm-ph
Collisional passing alpha energy transport in nearly quasisymmetric stellarators
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究准对称磁镜中碰撞性α粒子能量输运机制，通过分析模型揭示共振条件下的能量损失及误差场影响。
2025-12-08 physics.plasm-ph
Ion-temperature-gradient stability near the magnetic axis of quasisymmetric stellarators
对准对称仿星器中离子温度梯度模的稳定性进行了研究。这是使用一组分析估计与线性gyrokinetic模拟。峰值增长率，其相应的实际频率和波矢量的识别。一阶近轴膨胀模型和十一个现实的设计使用数值优化方法之间的比较。据发现，虽然近轴膨胀是能够复制的增长率，真正的频率和垂直波矢量在内核（无论是使用简化的色散关系和第一原理gyrokinetic模拟），它会导致高估的增长率在较大的半径。ITG色散关系的非共振极限的近似解析解表明，增长率可以系统地更高的准轴对称（QA）配置相比，准螺旋（QH）对称的。然而，除了非常接近的轴，线性陀螺动力学模拟没有显示QA和QH配置之间的系统差异。
2021-02-24 physics.plasm-ph
Strike point splitting induced by the application of magnetic perturbations on MAST
在IP=750kA的等离子体场景中，已经在MAST上观察到由共振磁扰动（RMP）引起的各种RMP配置的偏滤器撞击点分裂，其中这些配置都具有相似的共振分量。用偏滤器朗缪尔探针和红外照相机进行了补充测量。清晰的分裂始终出现在这种情况下，只有在均匀配置的扰动线圈，类似于密度泵出。这些结果对血浆对RMP反应的模型提出了挑战。
2012-05-24 physics.plasm-ph
Overdense microwave plasma heating in the CNT stellarator
在低场、低纵横比碳纳米管仿星器中，利用2.45 GHz微波加热获得了过密等离子体。在0模式中注入8kW的功率，或者在非常（X）模式中注入6.5kW的功率，测量到高于普通（O）模式截止密度四倍的密度。温度分布在等离子体边缘处达到峰值。这归因于在上混合谐振层处的X模式的碰撞阻尼。X模式通过隧道、模式转换或在壁和容器内线圈的偏振扰频反射之后到达该位置，而不管初始发射是在O模式还是X模式下。全波数值模拟证实了这一解释。此外，由于CNT等离子体在这些低微波功率水平下未完全电离，电子密度显示出随功率增加。还观察到（对于O模式发射）并讨论了对磁场强度的依赖性。
2017-08-09 physics.plasm-ph
Observation of thermal events on the plasma facing components of Wendelstein 7-X
目前和未来的磁聚变装置的长脉冲操作需要复杂的方法来保护面向等离子体的部件免于过热。通常，热成像系统被用来完成这项任务。然而，稳态操作需要系统的自主操作和异常事件的全自动检测。Wendelstein 7-X（W7-X）是一个大型先进仿星器，旨在展示仿星器生产线作为未来聚变发电厂的能力，目前正在做出重大努力，开发一个基于热成像诊断的全自动系统。2018年10月，第一个基于偏滤器的实验活动已经完成。这一运行阶段（称为OP1.2）的目标之一是使用由细粒石墨瓦制成的非冷却试验偏滤器研究岛式偏滤器概念的能力。在整个活动中，可以测试红外成像诊断系统，该系统将用于在下一个实验活动的稳态操作期间保护主动水冷等离子体面对部件（PFC）。概述了OP1.2中使用该系统检测到的与PFC最相关的热事件。这包括在活动期间限制操作的事件，如挡板热点和偏滤器过载，在稳定状态操作中可能至关重要的事件，如前缘，由ECRH和NBI加热系统引起的事件，以及作为假警报的常见来源的其他事件，如表面层。检测到的热事件现在是一个重要而广泛的图像数据库的一部分，该数据库将用于通过计算机视觉和机器学习技术进一步自动化系统，为稳态操作做准备，当系统必须能够检测危险事件并实时保护机器时。
2019-10-09 nucl-ex physics.ins-det physics.plasm-ph
Impurities in a non-axisymmetric plasma: transport and effect on bootstrap current
杂质引起辐射损失和等离子体稀释，在仿星器等离子体中，新经典双极径向电场通常不利于避免强杂质峰。在这项工作中，我们使用了一个新的连续漂移动力学求解器，SFINCS代码（Stellarator Fokker-Planck Iterative Neoclassical Conservative Solver）[M。Landreman等人，Plasmas 21（2014）042503]，其采用完全线性化的Fokker-Planck-Landau算子来计算Wendelstein 7-X（W7-X）磁配置的新经典杂质输运系数。我们比较SFINCS计算与理论渐近线在高碰撞极限。我们观察并解释了1/nu标度的物种间的径向输运系数在低碰撞性，由于在物种间的碰撞运营商，这是没有发现与简化的碰撞模型，即使当动量修正。然而，如果存在径向电场，则这种类型的缩放消失。我们还利用SFINCS分析了杂质含量对新经典杂质动力学和自举电流的影响。我们表明，为了统一的等离子体有效电荷Zeff的变化可以影响自举电流足以导致偏滤器撞击点位置的偏差。
2015-11-20 physics.plasm-ph
Comparison of plasma response models for RMP effects on the divertor and scrape-off layer in KSTAR
Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）
通过比较GPEC、MARS-F、M3D-C1和JOREK四种等离子体响应模型，研究RMP对KSTAR偏滤器热负荷条纹的影响，发现仅在小足迹、低功率或高密度条件下与实验吻合。
2026-01-14 physics.plasm-ph
Overview of the Helios Design: A Practical Planar Coil Stellarator Fusion Power Plant
Thea Energy, Inc.（Thea Energy公司）
Helios设计采用高温超导平面线圈星形磁约束结构，实现1.1 GW热功率和390 MW净电力输出，具备高稳定性、低循环功率和长使用寿命。
2026-01-05 physics.plasm-ph
Heuristic predictions of RMP configurations for ELM suppression in ITER burning plasmas and their impact on divertor performance
本研究预测了ITER燃烧等离子体中用于ELM抑制的RMP构型子空间，发现其能降低芯部扰动并保持边界稳定，同时通过扩大热负荷条带宽度使外靶板热负荷低于10 MW m⁻²，但内靶板因热流增加和辐射效率降低出现重新附着现象。
2024-01-17 physics.plasm-ph
Periodic Korteweg-de Vries soliton potentials generate quasisymmetric magnetic fields
Princeton University（普林斯顿大学）；Max Plank Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Columbia University（哥伦比亚大学）；New York University（纽约大学）
研究揭示了近对称磁场与孤立子生成的深层联系，通过非微扰方法和机器学习恢复KdV和Gardner方程，为稳态磁体优化提供新思路。
2026-04-19 physics.plasm-ph
Statistical equilibrium model for stellarators
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出一种改进的平衡原理，通过统计模型处理等离子体波动，以获得平滑解，从而克服传统MHD模型在无对称三维托卡马克域中的不稳定性。
2026-04-10 physics.plasm-ph
Modelling of spatial structure of divertor footprints caused by edge-localized modes mitigated by magnetic perturbations
共振磁微扰（RMP）可以减轻边缘局域模（ELM），即导致ELM特性向更小的能量损失和更高的频率变化。在减缓期间，在DIII-D和MAST上观察到偏滤器上ELM负载的空间结构发生变化：功率主要沉积在由磁扰动形成的足迹结构中。在目前的贡献，我们开发了一个理论来解释这种效果的基础上的想法，即ELM的损失的一部分是由平行运输所形成的同宿纠缠的ELM的磁扰动。由ELM扰动和所应用的RMP的组合产生的修改后的缠结具有预期的性质，即在与单独来自RMP的缠结相同的区域中带来开放场线。我们表明，这种解释是一致的功能减轻ELMs的MAST。此外，我们验证了我们的理论分析，减轻ELMs使用代码JOREK的模拟。我们制作了详细的层流图的场线偏滤器在JOREK运行与ELM，一个应用的RMP，和ELM减轻了RMP的存在。ELM的结果清楚地表明，高n旋转足迹结构出现在ELM的非线性阶段，这是不存在于ELM的早期阶段。ELM对照线圈的n=2 RMP结果显示了预期的n=2足迹结构。减轻ELM的结果显示出类似的结构，调制的ELM的更高的n扰动，与我们的理论一致。
2016-01-12 physics.plasm-ph
Effect of resonant magnetic perturbations on low collisionality discharges in MAST and a comparison with ASDEX Upgrade
持续的ELM缓解已实现MAST和AUG使用RMP的范围内的环形模式数在一个广泛的区域低到中等的碰撞放电。ELM能量损失和偏滤器靶处的峰值热负荷已经降低。ELM缓解阶段通常与等离子体密度和总存储能量的下降相关联。在MAST上的一个特定场景中，通过仔细调整燃料，可以抵消密度下降，并产生具有减轻的ELM的等离子体，降低偏滤器峰值热通量，并使基座高度和受限能量的退化最小。虽然所施加的共振磁扰动场可以是MAST和AUG上ELM缓解开始的良好指标，但在某些情况下并非如此，并且明确强调需要考虑等离子体对所施加扰动的响应。等离子体响应的计算表明，ELM频率的增加与等离子体的边缘剥离-撕裂响应的大小和X点区域等离子体边界的畸变有关。
2014-12-24 physics.plasm-ph
Stochastic fluctuation and transport of tokamak edge plasmas with the resonant magnetic perturbation field
我们提出了一种称为复杂性熵分析的统计方法是有用的，以表征状态的等离子体湍流和通量的共振磁扰动（RMP）边缘局域模（ELM）控制实验。利用该方法可以将带有随机基座顶部温度波动的RMP ELM抑制相与带有混沌波动的自然ELM自由相区分开来。讨论了在基座顶部附近产生的随机温度波动可能是由基座顶部附近的场穿透窄层引起的。强制磁岛可以在RMP ELM抑制阶段发射相当大小（相对低k）的共振漂移波，并且它可以导致产生与岛周围的缠结场耦合的随机较高波数波动。对偏滤器上主要外撞击点周围离子饱和电流测量结果的分析表明，随着等离子体对RMP场响应的增强，离子饱和电流也变得更加随机。
2022-08-18 physics.plasm-ph
Resonant theory of kinetic ballooning modes in general toroidal geometry
本研究将动理学气球模线性理论扩展至一般环形几何的弱驱动区域，提出基于磁漂移共振的亚阈值KBM解析模型，经高保真模拟验证吻合良好，为输运模型开发与湍流优化提供支撑。
2025-08-19 physics.plasm-ph
A Variational Framework for Guiding-Center Kinetics, Anisotropic Equilibria, and Quasisymmetry in Stellarators
Courant Institute School of Mathematics, Computing, and Data Science, New York University（纽约大学库朗数学科学研究所）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）
该研究提出变分框架，将引导中心动力学理论、宏观力平衡及准对称约束统一，从引导中心的弗拉索夫 - 麦克斯韦作用出发推导相关方程，通过特定条件联系准对称与可积性，得出各向异性可解性约束。
2026-10-09 physics.plasm-ph
Understanding the effect resonant magnetic perturbations have on ELMs
目前对第一类ELM释放的能量的所有估计都表明，为了确保热核实验堆偏滤器靶有足够的寿命，需要有一种机制来减少ELM释放的能量，或完全消除ELM。一种这样的改善机制依赖于扰动边缘等离子体区域中的磁场，从而导致更频繁、更小的ELM（ELM缓解）或ELM抑制。这种共振磁扰动（RMPs）技术已被用于抑制DIII-D，ASDEX升级，KSTAR和JET上高碰撞/密度的I型ELM，以及DIII-D上低碰撞的I型ELM。在ITER类碰撞的RMPs增强粒子或能量的传输，并保持边缘压力梯度低于二维线性理想MHD临界值，将触发ELM，而在高碰撞/密度的I型ELM被小型II型ELM取代。虽然ELM抑制只发生在有限的操作范围内，但ELM缓解更容易实现。确定ELM抑制开始的确切参数是未知的，但在所有情况下，磁扰动都会对等离子体产生3D扭曲并增强粒子传输。为了对未来的设备进行定量预测，将这些3D效果纳入代码将是必不可少的。
2013-06-28 physics.plasm-ph
Semi-Implicit Stellarator Magnetohydrodynamics with Nodal Spectral Elements
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
针对仿星器中线性不稳定的MHD模式，提出基于节点谱元法和傅里叶表示的半隐式MHD计算新方法，实现了非轴对称配置的精确模拟，并通过线性与非线性验证。
2026-06-26 physics.comp-ph physics.plasm-ph
The Kinetic Ion-Temperature-Gradient-driven instability and its localisation
本文构建保留波粒与磁漂移共振效应的ITG局域线性模半解析模型，利用多项式-高斯展开解释多峰谱及向扩展态、跳跃解的转变。
2024-07-03 physics.plasm-ph
Towards understanding edge localised mode mitigation by resonant magnetic perturbations in MAST
通过应用n = 3、4和6共振磁扰动（RMP），MAST中的I型边缘局部模式（ELM）已得到缓解。对于非轴对称场的每一环向模数，ELM的频率都有显著的提高，偏滤器板上的峰值热流密度也随之降低。尽管边缘压力梯度显著下降，但ELM频率仍会增加，这将有望稳定被认为是I型ELM的剥离-膨胀模式。各种机制，可能会导致不稳定的剥离气球模式，包括基座加宽，等离子体旋转制动，三维的等离子体边界和存在的径向延伸的波瓣结构附近的X点。这导致了一个模型，旨在解决明显的二分法ELM控制，也就是说ELM抑制发生由于基座压力降低低于剥离气球稳定性边界，而压力的降低也可以导致ELM缓解，这是表面上的剥离气球模式的不稳定。在ELM缓解的情况下，基座加宽、X点附近的3d波纹或波瓣使气胀稳定性降低得如此之多，使得基座快速恢复以更频繁地在较低压力下越过新的稳定性边界，而在抑制的情况下，等离子体参数使得粒子传输将边缘压力降低到稳定性边界以下，这仅受到可忽略的旋转制动的轻微影响，小的边缘短的或短的，宽的裂片结构。
2013-05-16 physics.plasm-ph
Mode conversion in cold low-density plasma with a sheared magnetic field
提出了一种理论，描述了两个电磁模式在冷低密度等离子体中的相互转换，特别是在离子响应可以忽略不计的高频极限。与经典的（Landau-Zener型）模式转换理论不同，低密度等离子体中的共振耦合区域并不一定很窄，因此耦合矩阵不能用一阶泰勒展开式近似，初始条件的设置也不同。对于强磁剪切的情况下，一个简单的方法被确定为准备一个双模波，使其转化为一个单模波进入高密度等离子体。该理论可用于聚变等离子体波功率输入的简化模型。特别是，应用设想仿星器的研究，其中两个电磁模式附近的等离子体边缘的相互转换是一个已知的问题。
2017-11-27 physics.plasm-ph
Dynamo experiments in torsioned toroidal devices
最近，Shukurov、Stepanov和Sokoloff [ \textbf{Phys. Rev. E 69 (2008)} ]提出，Moebius流可以支持发电机作用。本文证明了一般的扭曲黎曼磁通管中磁场的定常扰动可以支持发电机作用。代替上述参考文献中使用的扭转数，这里的重点是磁通量管的弗伦内扭转。螺旋发电机圆环的恒定扭转、其内半径和环向流与极向流之比之间的关系。螺旋发电机扭转流的自感方程的解可以被求解以产生与$τ_{0}\approx{7.5{\times}Ω^θHz^{-1}m^{-1}}$一样高的Frenet扭转，对于$B_{1}\approx{0.03G}$的诱导稳定扰动，对于$<B^{0}>\approx{45 G}$的施加随机磁场，如在Perm Riemann环面实验中。莫比乌斯带起着螺旋桨偏滤器的作用，它将围绕环面轴的角速度$Ω^θ$印在发电机流上，这里这个作用是由扭转起的。实际上，这种情况对等离子体物理学家来说已经很熟悉了，在仿星器中，扭转很好地替代了托卡马克中外部磁场所起的作用，使磁场沿着等离子体环形装置扭转。假设环道的弱扭转。
2009-01-31 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
