Hall Resistive Tearing Mode: A Variational Formulation
一个统一的线性撕裂模式制定纳入电阻率和霍尔效应。变分法似乎是最适合处理的困难特有的{ \it三层}结构与霍尔电阻撕裂模式，但也导致一个方便的分析色散关系的霍尔电阻撕裂模式。该分析色散关系- * 恢复了电阻分支的Furth-Killeen-Rosenbluth[15]结果; * 给出了霍尔分支的增长率，该增长率似乎与之前给出的电子惯性驱动撕裂模式的增长率一致（Coppi [19]）;* 恢复Fitzpatrick[20]建立的从电阻区到霍尔区的转换的标度关系。在驱动霍尔电阻重连情况下。
2008-01-22 physics.plasm-ph
The effect of shear flow on the resistive tearing instability
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克学院）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）
本研究探讨了强剪切流对电阻性撕裂不稳定性的影响，发现剪切流会抑制不稳定性增长，且最大增长速率的波数随流体剪切强度增加而增大。
2025-03-26 physics.plasm-ph physics.space-ph
Suppression of resistive hose instability in a relativistic electron-positron flow
本文研究了正负电子对产生对电子束的电阻软管不稳定性线性增长的影响，这种不稳定性可能导致蛇形畸变。对于矩形径向密度分布和漫射分布反映Bennett型平衡的自准直流，修改的本征值方程推导出从Vlasov-Maxwell方程。而对于简单的矩形轮廓，电流扰动局部化在尖锐的径向边缘，对于具有模糊边缘的现实Bennett轮廓，它是非局部分布在整个束上，消除灾难性的波粒共振。电子对的产生效应可能会降低电子感应加速器的频率，并扩大射束半径，以增加扰动电流的电阻衰减时间;这些也会导致生长速率的降低。结果表明，对于贝内特轮廓的情况下，一个优先模式的特征增长距离可以超过观测的天体物理喷流的长度尺度。这可能为解决天体物理喷流（包括高达Mpc（$\sim 3\times 10^{24}$ cm）尺度的河外喷流）的稳定传输问题提供了关键。
2007-04-02 astro-ph physics.plasm-ph
Visco-Resistive Plasmoid Instability
在线性和非线性区域分析了粘阻电流片中的等离子体团不稳定性。线性增长率和波数被发现作为$S^{1/4} {\left( {1 + {P_m}} \right)}^{-5/8}$和$S^{3/8} {\left( {1 + {P_m}} \right)}^{-3/16}$相对于伦德奎斯特数$S$和磁性普朗特数$P_m$的比例。此外，线性层宽度被示出为按比例缩放为$S^{-1/8} {(1+P_m)}^{1/16}$。当等离子体团进入非线性区域时，其增长从指数增长减慢到代数增长。特别地，发现等离子体团的非线性生长的时间尺度是$τ_{NL} \sim S^{-3/16} {(1 + P_m)^{19/32}}{τ_{A,L}}$。等离子体团的非线性增长是从根本上不同于线性的，它被证明是必不可少的，以了解全球电流片中断。还讨论了等离子体团不稳定性如何使粘阻等离子体中的快速磁场重联。特别是，它表明，递归等离子体团的形成可以触发碰撞的重联制度，如果$S \gtrsim L_{cs} {(ε_c l_k)^{-1}} {(1 + {P_m})^{1/2}}$，其中$L_{cs}$是全球电流片的一半长度和$l_k$是相关的动力学长度尺度。另一方面，如果电流片保持在碰撞制度，全球（时间平均）的重联率被证明是$\left\langle {{{\left. {dψ/dt} \right|}_X}} \ri…
2016-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Effects of Line-tying on Resistive Tearing Instability in Slab Geometry
在约化磁流体力学（RMHD）框架下研究了线束缚对板状结构中电阻撕裂不稳定性的影响。\citep{KadomtsevP1974,Strauss1976}研究发现，线结具有稳定效应。当系统长度$L$小于临界长度$L_{c}$时，撕裂模式稳定，该临界长度与电阻率$η$无关。当$L$不比$L_{c}$长太多时，生长速率$γ$与$η$成比例。当$L$足够长时，恢复撕裂模式缩放$γ\simη^{3/5}$。从$γ\simη$到$γ\simη^{3/5}$的转变发生在转变长度$L_{t}\simη^{-2/5}$处。
2015-12-04 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
An Extended Variational Method for the Resistive Wall Mode in Toroidal Plasma Confinement Devices
该研究扩展了环形等离子体电阻壁模的经典变分分析，推导了厚壁条件下电阻壁模的广义增长率公式与旋转稳定公式，揭示了厚壁效应对模式增长/衰减特性及旋转稳定的影响规律。
2024-09-17 physics.plasm-ph
Resistive Hose modes in Tokamak Runaway Electron Beams
该研究针对托卡马克破裂产生的逃逸电子束，通过线性计算与模型对比发现电阻软管不稳定性在大电阻率下增长快于撕裂模且与等离子体响应解耦，还估算出DIII-D装置中其占主导的温度区间。
2023-08-23 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Effect of kinetic resonances on the stability of Resistive Wall Mode in Reversed Field Pinch
采用非微扰MHD-动力学混合公式，数值研究了反向场箍缩（RFP）等离子体中热粒子漂移运动引起的模共振对阻壁模稳定性的影响.动力学效应通常被发现太弱，实质上改变模式的增长率，或稳定裕度，加强的事实，理想的MHD模型是相当足够的描述RWM物理RFP实验。
2011-04-11 physics.plasm-ph
Magnetic reconnection and plasmoid formation driven by the two-dimensional resistive kink instability in a current hole configuration
我们调查的非线性演化的$m = 1$电阻内部扭结模式在一个二维（2D）配置包含一个中心区域的负电流密度，也被称为“电流孔”设置。有限元程序FINMHD用于求解一组简化的不可压缩磁流体动力学（MHD）方程与电流涡公式。首先，扭结不稳定性线性发展与电阻性内部扭结模式的一般理论一致，并随后导致电流片的形成。在相对较低的伦德奎斯特数$S$，磁重联过程进行的速度预测的斯威特帕克制度。相反，当$S$超过一个临界值，即$S_c \simeq 10^4$时，电流片会被稍低于阿尔文时间尺度的等离子体团的形成所破坏。在后一种情况下，一个随机重联制度表现出Petshek型功能丰富的等离子体团达到。还测量了$0.02$阶的相对快的归一化重连率值。最后，我们比较我们的结果与那些在类似的2D以前的研究中使用理想的MHD不稳定性启动的过程，并讨论其相关的等离子体链的形成和相关的快速重联制度的一般理论。
2020-10-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Resistive tearing: numerical exploration of nonmodal effects
本研究推导了不可压缩电阻性MHD的非模态稳定性工具与预解算子，通过数值模拟探究了瞬态增长对撕裂模的触发作用，发现其具有强范数依赖性且无法触发完全等离子体不稳定性，为等离子体湍流研究提供了新参考。
2024-10-28 physics.plasm-ph
Structure and overstability of resistive modes with runaway electrons
研究了逃逸电子流对托卡马克中电阻磁流体动力学模色散关系的影响。我们提出了一个新的理论模型来推导色散关系，这是基于对模式的电阻层结构的渐近分析。研究发现，除了传统的电阻层外，还可以出现一个新的逃逸电流层，其性质取决于Alfvén速度与逃逸电子对流速度的比值。由于该层的贡献，撕裂模和扭结模除了具有增长率之外，还将具有真实频率。推导的色散关系已与数值结果进行了比较，使用简化的本征值计算和M3 D-C1线性模拟，并发现在两种情况下，良好的协议。
2020-09-10 physics.plasm-ph
Magnetic reconnection mediated by hyper-resistive plasmoid instability
用线性分析和非线性模拟方法研究了高阻等离子体团不稳定性引起的磁重联。发现线性增长率与$S_{H}^{1/6}$相对于超电阻Lundquist数$S_{H}\equiv L^{3}V_{A}/η_{H}$成比例，其中$L$是系统尺寸，$V_{A}$是阿尔文速度，$η_{H}$是超电阻率。在非线性区域，重联率变得几乎不依赖于$S_{H}$，等离子体团的数量与$S_{H}^{1/2}$成比例，次级电流片的长度和宽度都与$S_{H}^{-1/2}$成比例。这些缩放是一致的启发式参数假设二次电流片接近边际稳定。等离子体团的分布作为封闭的通量$ψ$的函数被发现服从$ψ^{-1}$幂律在一个扩展的范围内，随后由大的等离子体团的快速下降。这些结果进行了比较与电阻磁流体动力学研究。
2013-08-08 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Locked mode disruptions in DIII-D and application to ITER
在托卡马克装置中，破坏是一个严重的问题，其中热能和磁能约束丢失。本文使用的数据从DIII-D实验，理论和模拟证明，阻壁撕裂模式（RWTM）产生的热淬火（TQ）在一个典型的锁模拍摄。的线性RWTM色散关系的分析表明，生长速率的参数依赖性，特别是对电阻壁时间。线性模拟的锁模平衡表明，它是不稳定的电阻壁，和稳定的理想导电壁。非线性模拟表明，RWTM增长到足够的幅度，导致一个完整的热淬火。RWTM生长时间与热淬灭时间成正比。非线性饱和RWTM磁扰动幅度与实验测量结果一致。起始条件是q = 2的有理表面足够接近电阻壁。总的来说，这将RWTM确定为TQ的原因。在ITER中，RWTM将产生比目前实验更长的TQ时间。ITER中断可能比以前预测的要温和得多。
2022-09-29 physics.plasm-ph
Implementation and verification of a new free boundary module for Resistive Wall Modes simulations with the nonlinear 3D full MHD code SpeCyl
Consorzio RFX（RFX联盟）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；CNR-ISTP（国家研究委员会物理技术研究所）；UKAEA（英国原子能管理局）
针对SpeCyl代码实现新自由边界模块，通过与解析理论及RFX-mod实验数据对比验证其正确性，为研究大纵横比磁约束构型的自由边界MHD模提供了可靠工具。
2026-11-09 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Internal disruptions and sawtooth like activity in LHD
LHD内移配置是不稳定的电阻MHD压力梯度驱动模式。这些模式在LHD操作过程中驱动类似故障的事件。在这项工作中，我们模拟类磁活动和内部中断，以提高这些弛豫事件及其对设备效率的影响，以限制等离子体的理解，其目的是改善LHD目前和未来的操作方案，最大限度地减少或避免不利的MHD软，硬限制。通过求解一组简化的非线性电阻磁流体动力学方程，研究了LHD中类磁流体事件前后扰动到平衡态的演化。平衡$β$值在模拟过程中逐渐增加，直到达到实验值。$β_{0}$值在$1\%$和$1.48\%$之间时，模拟中发生锯齿状事件和内部中断事件。类共振事件的主要驱动力是$(n=1, m=3)$模式的共振和非共振效应。共振事件的不稳定性更强，它们只出现在$β_{0} = 1.48 \%$。内部破裂主要由$(n=1, m=2)$模式驱动，并且它们遍及整个等离子体核心。当类似共振的事件被触发时，内部中断事件不会出现。
2017-04-05 physics.plasm-ph
Toroidal modeling of interaction between resistive wall mode and plasma flow
通过同时求解n=1的电阻壁模（RWM）和n=0的环形力平衡方程的初值问题，数值研究了全环形几何条件下RWM和环形等离子体流之间的非线性相互作用.这里n是环形模数。新古典环形粘性扭矩被确定为主要的动量汇，刹车的环形等离子体流在非线性演化的RWM。这适用于初始不稳定或稳定的模式。对于一个初始稳定的RWM，制动的流动，因此最终增长的模式，关键取决于初始扰动幅度。
2013-05-16 physics.plasm-ph
Effects of zero and reversed magnetic shear on resistive wall modes in a limiter tokamak plasma
本文解析研究了零磁剪切和反磁剪切对限制器托卡马克中电阻壁模（RWM）的影响，发现芯部反转增强会加剧RWM不稳定性，边缘零剪切区加宽或正剪切增强则起稳定作用，NIMROD计算证实了该结论。
2024-01-11 physics.plasm-ph
3D MHD simulation of linearly polarised Alfven wave dynamics in Arnold-Beltrami-Childress magnetic field
先前的研究[Malara等人ApJ，533，523（2000）]使用WKB近似考虑了Arnold-Beltrami-Childress（ABC）磁场中的小振幅Alfven波（AW）包。本文首次采用直接三维MHD数值模拟方法研究了ABC磁场中的线极化Alfven波动力学。研究了四种不同折射率下长度尺度远小于ABC畴长的高斯AW脉冲和波长等于ABC畴长的谐波AW脉冲。虽然发现AW在ABC场中迅速消散，但令人惊讶的是，AW扰动能量随时间增加。在谐波AW扰动能量增长的情况下是瞬态的时间，达到峰值的速度和磁扰动能量的时间尺度内远小于电阻时间。在高斯AW脉冲速度扰动能量增长的情况下，仍然是瞬态的时间，在几个电阻时间内达到峰值，而磁扰动能量继续增长。它还表明，总磁能随时间的推移而减少，这是由背景ABC磁场，而不是AW阻尼的电阻演变。相反，当背景磁场是均匀的，总的磁场能量的减少是由AW阻尼规定的，因为没有背景的电阻演变。通过考虑不同振幅的运行和分析扰动谱，排除了AW扰动引起的蠕动流和磁能逆级联可能的发电机作用。因此，扰动能量增长归因于一种新的不稳定性。增长率似乎是依赖于电阻率和AW干扰的空间尺度的值。因此，当超过WKB近似时，完全MHD方程描述的AW阻尼并不能保证扰动能量的降低。
2014-05-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Dynamics of resistive double tearing modes with broad linear spectra
研究了托卡马克等离子体简化圆柱模型中安全因子q=1和q=3时电阻性双撕裂模的非线性演化。我们专注于谐振表面是一个小的距离分开的情况下。最近的数值研究表明，在这样的配置高m模式是强烈不稳定的。在本文中，它首先表明，线性DTM理论预测的优势，高m DTM。从现有的线性理论出发，得到了估算最快增长模极向模数m_peak的半经验公式。其次，使用非线性模拟，它表明，快速增长的高m模式的存在下，导致快速湍流崩溃的环形区域，从而形成小的磁岛结构。此外，考虑到低m模式的演变，特别是全球m=1的内部扭结，它可以通过耦合到快速增长的线性高m DTM进行非线性驱动。讨论了影响动力学细节的因素。这些结果可能是相关的磁流体动力学（MHD）活动附近的最小的q的理解，因此可能感兴趣的研究与先进托卡马克的稳定性和约束。
2007-03-01 physics.plasm-ph
Resistive wall mode induced disruptions in an advanced tokamak
State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Technology（先进电磁技术国家重点实验室）；International Joint Research Laboratory of Magnetic Confinement Fusion and Plasma Physics（磁约束聚变与等离子体物理国际联合研究中心）
本文利用NIMROD代码对CFETR基线稳态平衡进行非线性三维电阻MHD模拟，研究了电阻壁模（RWM）引发的破裂过程，揭示了RWM驱动磁面随机化、热猝灭和电流猝灭的完整物理图像。
2026-06-01 physics.plasm-ph
Optimal Energy Growth in Current Sheets
本文研究了电流片线性微扰中瞬态增长的可能性。由电流片组成的背景场的电阻磁流体动力学（MHD）算子是非正常的，这意味着相关的本征值和本征模可以是非常敏感的扰动。在撕裂电流片的线性稳定性分析中，我们表明，模式阻尼为$t\rightarrow\infty$可以产生瞬态能量增长，贡献更快的增长率和更高的能量实现（在一个固定的有限时间内）比不稳定的撕裂模式从正常模式分析。我们确定的瞬态增长撕裂稳定和撕裂不稳定的制度，并讨论我们的结果在太阳大气中的过程，如耀斑和日冕加热的后果。我们的研究结果有显着的潜在影响，如何快速电流片可以被打乱。特别是，由于（渐近）阻尼模式的瞬态能量增长可能会导致加速电流片变薄，因此，更快的等离子体团不稳定性的发病率相比，由撕裂模式单独确定。
2017-09-18 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
The Role of Thermal Conduction in Tearing Mode Theory
在一般的环形几何中，分析了各向异性热扩散率对撕裂模稳定性的作用。的色散关系连接的增长率的撕裂模式的稳定性参数，德尔塔，推导出。通过使用经过修改以包含此类热传输的电阻性MHD代码来计算撕裂模式增长率，采用色散关系来确定有限等离子体压力情况下的Delta，这些压力通过简单电阻性MHD模型中的有利平均曲率来稳定。我们还证明了相同的代码也可以用于计算基函数[CJ Ham等人，Plasma Phys.Control. Fusion 54（2012）105014]需要构建Delta。
2014-10-27 physics.plasm-ph
Observation of explosive collisionless reconnection in 3D nonlinear gyrofluid simulations
在三维回旋流体模型的框架下，研究了无碰撞重联模的非线性动力学。这是高温等离子体的相关制度，其中重连是可能的电子惯性，并具有更高的增长率比电阻重连。在背景平板模型中，假设存在强引导场，在非均匀方向上具有Dirichlet边界条件。考虑了远小于电流层宽度的离子声回旋半径和电子无碰撞趋肤深度。强加速增长被发现在发病的非线性，而在任何时候的能量泛函是很好地保存。当进入小- $Δ'$状态时，观察到比线性增长率高一个数量级以上的非线性增长率。
2011-11-25 physics.plasm-ph
Nonlinear Evolution of q=1 Triple Tearing Modes in a Tokamak Plasma
在托卡马克等离子体中具有两个或三个q=1（q是安全因子）共振面的磁位形中，极向模数m远大于1的电阻磁流体动力学模是线性不稳定的。研究发现，这些高m值的双或三撕裂模通过非线性相互作用显著增强了m=1模的增长。这可以解释内部电阻扭结的突然发生，即，快速触发器基于随后的重联动力学，可以继续没有形成的m=1的岛屿，它建议，高m三重撕裂模式是一个可能的机制，无磁共振部分崩溃期间的磁共振振荡。
2005-03-09 physics.plasm-ph
Verification and validation of gyrokinetic and kinetic-MHD simulations for internal kink instability in DIII-D tokamak
本文用GTC和动力学MHD程序（GAM-solver，M3D-C1-K，NOVA，XTOR-K）对托卡马克内扭结不稳定性进行了验证。使用来自DIII-D拍摄#141216的相同平衡重建的真实磁几何形状和等离子体轮廓，当所有动力学效应被抑制时，这些代码表现出内部扭结模式的生长速率和模式结构的极好一致性。模拟的径向模式结构同意定量调整后，在实验的不确定性，在平衡重建的安全系数q = 1通量表面位置的电子回旋发射测量。可压缩的磁扰动强烈地破坏扭结的稳定性，而平衡电流密度的极向变化降低了扭结的增长率。此外，由于离子温度梯度和平行电场的额外驱动，热离子的动力学效应在动力学MHD模拟中降低了扭结增长率，而在回旋动力学模拟中增加了扭结增长率.动力学热电子被发现有内部扭结不稳定性的影响可以忽略不计。
2021-09-21 physics.plasm-ph
Eliminating Tokamak Disruptions with Feedback
本文通过分析DIII-D数据识别出电阻壁撕裂模导致破裂的两个判据，提出利用主动反馈和拉长率控制来稳定高β模式，并指出ITER可用RMP线圈预防破裂。
2025-09-10 physics.plasm-ph
Resistive instabilities of current sheets in stratified plasmas with a gravitational field
Institute for Fusion Studies, Department of Physics, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校物理系聚变研究所）；Department of Physics, Faculty of Science, Assiut University（阿西尤特大学理学院物理系）
研究了重力场中分层等离子体中电流片的电阻不稳定性，发现不利分层会增强撕裂模式的不稳定性，而有利分层则抑制重联过程。
2026-09-14 physics.plasm-ph physics.space-ph
Impurity radiation seeding of neoclassical tearing mode growth
本文利用NIMROD模拟研究杂质辐射冷却如何通过电阻撕裂不稳定性播种并触发NTM，揭示抗磁电流与新经典电子黏性诱导自举电流的驱动作用。
2024-10-28 physics.plasm-ph
On the growth rate of plasmoid chains during nonlinear viscoresistive evolution of the tilt instability
通过二维不可压缩磁流体动力学（MHD）数值模拟，研究了当Lundquist数S超过临界值时，由等离子体团链的形成所支持的快速碰撞磁重联机制的起始阶段。本研究扩展了以前的结果，在磁性普朗特数Pm = 1（巴蒂2020年）的范围内不同的Pm值。我们使用FINMHD代码，其中一组减少的粘阻MHD方程被用来形成两个准奇异电流层作为倾斜不稳定性的结果。结果加强的结论，即，一个阶段的突然超Alfvenic增长（当Pm不是太高）的等离子体链获得，之前的静止阶段在电流片形成在一个较慢的Alfvenic时间尺度。我们比较我们的结果与预测的等离子体团不稳定性的一般理论。我们还讨论了这一发病阶段的重要性，以达到随后的随机时间依赖性的重联制度，在那里获得一个快速的时间平均速率独立的S。最后，我们简要地讨论了我们的结果的相关性，解释耀斑活动在太阳日冕和托卡马克的内部中断。
2020-07-20 astro-ph.SR hep-th physics.plasm-ph
Weak and reversed magnetic shear effects on internal kink and fishbone modes
State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Technology（先进电磁技术国家重点实验室）；International Joint Research Laboratory of Magnetic Confinement Fusion and Plasma Physics（磁约束聚变与等离子体物理国际联合研究中心）
本研究探讨了反向磁剪对托卡马克内部kink和fishbone模式的影响，发现反向磁剪在无高能粒子时抑制kink模式，在有高能粒子时抑制fishbone模式，并通过温度梯度增强稳定作用。
2026-02-09 physics.plasm-ph
