Comparison between resistive and collisionless double tearing modes for nearby resonant surfaces
线性不稳定性和非线性动力学的碰撞（电阻）和碰撞（由于电子惯性）双撕裂模式（DTM）的比较与使用的一个简化的圆柱模型的托卡马克等离子体。我们专注于两个q = 2谐振表面位于一个小的距离分开的情况下。研究发现，无论是磁重联机制、电阻率还是电子惯性，增长最快的线性本征模都可能具有高的极向模数m ~ 10。在无碰撞的情况下，不稳定模的谱趋于更宽。在非线性制度，它示出，在这两种情况下，快速增长的高m DTM导致涉及小磁岛结构的环形崩溃。此外，由于无碰撞重连的可逆性和强ExB流，无碰撞DTM表现出多个重连循环。无碰撞重联导致一个饱和的稳定状态，而在碰撞的情况下，电阻衰减保持系统弱动态驱动它回到不稳定的平衡保持源项。
2007-04-05 physics.plasm-ph
Effect of electron diamagnetic drifts on cylindrical double-tearing modes
双撕裂模（DTM）被认为是反向磁剪切托卡马克配置中“离轴碰撞”的驱动器。最近，平衡剪切流提供的差分旋转已经被证明能够解耦的两个DTM谐振层，减缓增长的不稳定性。在这项工作中，我们而是提供这种差分旋转使用电子抗磁漂移，出现在存在的平衡压力梯度和有限的拉莫尔半径物理。抗磁漂移具有稳定两个撕裂层局部重连的额外益处。利用扩展的MHD程序MRC-3d对m=2，n=1的圆柱形双撕裂模进行了线性和非线性模拟。我们发现，谐振层之间的不对称性和理想的MHD不稳定性的出现导致DTM的演变高度依赖于压力梯度的位置。通过定位一个强大的漂移附近的外部，占主导地位的谐振表面，我们能够饱和的模式和保存的环形电流环，这表明DTM活动的外观在先进的托卡马克强烈依赖于等离子体压力分布的细节。
2015-08-08 physics.plasm-ph
Effect of externally applied resonant magnetic perturbations on resistive tearing modes
State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学电磁工程与技术国家重点实验室）；Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, EURATOM association（德国马普等离子体物理研究所，欧洲原子能共同体联合机构）
研究J-TEXT托卡马克中鞍形线圈产生的静态共振磁扰动对撕裂模的影响，发现适当幅度的RMP可部分稳定m/n=2/1撕裂模而不引发锁模，并通过数值模拟分析了等离子体参数的作用。
2026-07-01 physics.plasm-ph
An active feedback recovery technique from disruption events induced by m=2 n=1 tearing modes in ohmically heated tokamak plasmas
本文介绍了在RFX-mod装置上对m=2，n=1撕裂模进行磁反馈控制的实验结果。q（a）<2等离子体中m=2，n=1非共振电阻壁模（RWM）的反馈抑制是RFX-mod的一个公认结果，而q（a）>2平衡态中撕裂模的控制则是一个比较困难的问题。实际上，只有当共振面q=2接近等离子体边缘，即2<q（a）<2.5，且电子密度不超过Greenwald极限的一半时，才能通过反馈阻止振幅m=2，n=1的撕裂模引起的破裂。因此，撕裂模式和q（a）控制的组合技术已被开发，以恢复从最关键的条件下的放电：潜在的破坏性撕裂模式被转换为相对良性的RWM突然降低q（a）低于2。实验证明了100%的成功案例的概念。根据RFX-mod环形回路电压电源的能力，通过等离子体电流实现了q（a）的控制，并提出了一种通过作用于等离子体形状来控制q（a）的方法，该方法适用于中等尺寸的细长托卡马克装置。
2015-03-03 physics.plasm-ph
Ion Landau Damping on Drift Tearing Modes
动力学处理的漂移撕裂模式，匹配的内部谐振层的解决方案的外部MHD区域的解决方案，其特征在于$Δ^{\prime}$，未能正确匹配理想的MHD边界条件上的平行电场，$E_{\parallel}.$在本文中，我们演示了如何考虑离子声和离子朗道阻尼效应实现这一点，并将理论的坚实基础。因此，这些效应对漂移撕裂模不稳定性的$Δ^{\prime}$临界值有相当大的贡献，并在确定该阈值的最小值方面起关键作用。
2012-12-18 physics.plasm-ph
Influence of higher-order harmonics on the saturation of the tearing mode
撕裂模式的非线性饱和被重新审视在平板几何考虑到高阶谐波的外部解决方案。在谐振表面的电流梯度为零的情况下，解决这个问题的一般形式主义的推导。结果表明，虽然高阶谐波导致最终的饱和方程的校正，他们是高阶的扰动参数，这提供了一个正式的证明，标准的一个谐波的方法是渐近正确的。
2008-11-21 physics.plasm-ph
Non-resonant n = 1 helical core induced by m/n = 2/1 tearing mode in JT-60U
在JT-60 U中，观察到n = 1螺旋芯（HC）和m/n = 2/1撕裂模（TM）的同时激发[T. Bando等人，等离子体物理控制Fusion 61 115014（2019）]。本文基于实验观测和一个简单的准线性MHD模型，研究了n = 1个HCs（m/n = 2/1个TMs）的激发机制。在先前的研究中，据报道，在n = 1的HC和m/n = 2/1的TM之间观察到MHD模式的相位上的“耦合”。在这项研究中，它被发现，观察与模式频率从几个Hz到6 kHz的耦合。这表明电阻壁和等离子体控制系统不会引起耦合，因为这两个时间尺度与模式频率不同。此外，从两个观察结果来看，n = 1个HC似乎是非共振模式：n = 1个HC不与核心中q = 1表面周围的等离子体一起旋转，即使当qmin > 1时也观察到耦合。同时还观察到，当m/n = 2/1的新经典撕裂模被电子回旋电流驱动稳定时，由于n = 1的HC在芯区引起的电子涨落消失，这意味着n = 1的HC是由m/n = 2/1的TM驱动的. m/n = 2/1 TM驱动n = 1 HC的观点得到了以下观察结果的支持：堆芯中径向位移的m/n = 1/1分量的饱和振幅小于m/n = 2/1分量的饱和振幅。最后，我们重新审视了准线性MHD模型，其中m/n = 1/1 HC是由m/n = 2/1 TM的电流的边带直接感应的，这允许激发非共振m/n = …
2020-12-15 physics.plasm-ph
A One-Dimensional Tearing Mode Equation for Pedestal Stability Studies in Tokamaks
从Connor等人（1988）[1]中的表达式出发，我们推导出一个一维撕裂方程，该方程类似于Hegna和Callen（1984）[2]和Nishimura等人（1998）[3]得到的近似方程，但适用于更实际的环形平衡。我们的目的是使用这种近似来探索陡峭的配置文件，自举电流和强大的成型在分界线附近的作用，撕裂模式的稳定性，这是共振的H-模式基座区域的有限纵横比，形状的横截面托卡马克，例如JET。我们讨论了撕裂模的一维模型，它假设扰动极向通量为单极向谐波，与Fitzpatrick等人（1993）[4]的包括极向耦合的模型相比。
2018-06-20 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
Shear flow effects on double tearing mode global magnetic reconnection
研究了磁岛之间存在极向剪切流时的全球重联动力学。根据电阻率的值和低阶谐振表面之间的距离来识别不同的线性区域。结果发现，存在一个小的剪切流的影响，并显着延迟全球重联过程。它示出，这种延迟是链接到对称性的破坏所施加的剪切流的存在和产生的平均极向流中的电阻层。
2009-12-04 physics.plasm-ph
High-m Kink/Tearing Modes in Cylindrical Geometry
全球理想扭结方程，圆柱形的几何形状和零β，简化在高极向模式数限制，并用于确定撕裂稳定性参数，$Δ^\prime$。在存在陡峭的单调电流梯度的情况下，$Δ^\prime$变为参数$σ_0$和$x_s$的函数，参数$σ_0$表征最大电流梯度与磁剪切的比率，参数$x_s$表征谐振表面与最大电流梯度的分离。在包含电流“尖峰”的平衡中，因此存在非单调电流分布，$Δ^\prime$还取决于两个参数：$κ$，与电流密度在其最大值处的曲率与磁剪切的比率有关，以及$x_s$，其现在表示谐振与最大电流密度点的分离。我们的研究结果的撕裂模式的早期研究和最近的陀螺动力学计算电流驱动的不稳定性的关系，进行了讨论，连同潜在的影响托卡马克基座的稳定性。
2014-09-26 physics.plasm-ph
Two-Fluid Nonlinear Theory of Response of Tokamak Plasma to Resonant Magnetic Perturbation
本文提出了H模托卡马克等离子体中单个撕裂稳定有理表面驱动的磁重联的双流体非线性理论。表面被假定为与所施加的共振磁扰动（RMP）的主导螺旋谐波之一共振。本文所描述的理论与理解托卡马克等离子体中RMP诱导的边缘局域模（ELM）抑制的物理问题密切相关。
2018-08-13 physics.plasm-ph
Collisionless Kinetic Theory of Oblique Tearing Instabilities
在Harris平衡下，计算了无碰撞动力学撕裂不稳定性的线性色散关系.与仅考虑电流片中心处的模式的常规2D几何结构相比，模式可以在3D中跨越电流片。每个谐振表面处的模式相对于引导场方向具有唯一的角度（$θ$）。动力学模拟和线性化的麦克斯韦方程组的数值本征模解最近都揭示了标准的解析理论大大高估了斜模（$θ\neq 0$）的增长率。我们发现，这种稳定与密度梯度驱动的抗磁漂移。解析理论忽略了这种漂移稳定性，因为内部撕裂层在斜角处扩展得足够远，以至于边界层理论的内部和外部区域之间的尺度分离的假设被打破。通过数值求解一个单一的二阶微分方程得到的色散关系被发现近似捕获的漂移稳定预测的完整的积分-微分特征值问题的解决方案。一个简单的分析估计的稳定性准则。
2017-12-27 physics.plasm-ph
A novel computation of the linear plasma response to a resonant error field in single-fluid rotating visco-resistive MHD
本文重新审视单流体旋转粘阻MHD中对共振误差场的线性等离子体响应，评估径向傅里叶变换方法有效性、推导新Δ'全局公式及锁定模EF振幅阈值，发现单/双流体MHD选择在此问题中不关键。
2025-02-14 physics.plasm-ph
On seed island generation and the non-linear self-consistent interaction of the tearing mode with electromagnetic gyro-kinetic turbulence
在三维环形陀螺动力学框架下研究了自洽驱动磁岛与电磁湍流的多尺度相互作用。可以看出，即使在存在电磁湍流的情况下，模式的线性结构也被保留。湍流波动不会在岛屿发展的早期就摧毁岛屿，岛屿在成长过程中保持着连贯的形态。岛是播种的电磁湍流波动，这提供了一个初始的岛结构，通过非线性相互作用，并在一个速度显着快于线性撕裂的增长率增长。这些岛状结构在尺寸大约为$ρ_{i}$的宽度处饱和。在存在湍流的情况下，岛然后以线性速率生长，即使岛显著宽于谐振层宽度，岛预期以显著降低的非线性速率生长的状态。在分界线周围有很大程度的随机性，X点几乎完全崩溃。这显著减小了有效岛宽度。
2014-09-10 physics.plasm-ph
Influence of Micro-turbulence on Neoclassical Tearing Mode Onset
本文首次报道了微湍流对新经典撕裂模（NTM）产生影响的直接证据。在EAST托卡马克装置上，首次观察到NTM种子岛临界宽度与归一化等离子体压力β p之间存在着令人困惑的正相关关系。与以前的方法不同，种子岛的宽度是通过缓慢地增加共振磁扰动线圈中的电流来控制的。结果表明，这种正相关主要归因于微湍流增强了垂直输运，克服了β p对NTM起始的不稳定作用。简化的磁流体动力学（MHD）模型很好地再现了在本实验中观察到的两种状态的非线性分岔，包括有限输运效应。这一结果为理解等离子体物理中的多尺度相互作用提供了一条新的途径。
2021-03-29 physics.plasm-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
Screening effect of plasma flow on the resonant magnetic perturbation penetration in tokamak based on two-fluid model
Key Laboratory of Materials Modification by Laser, Ion, and Electron Beams (Ministry of Education), School of Physics, Dalian University of Technology（大连理工大学物理学院激光、离子和电子束材料改性教育部重点实验室）；Key Laboratory of Geospace Environment, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学空间环境重点实验室）；Faculty of Electronic Information and Electrical Engineering, Dalian University of Technology（大连理工大学电子信息与电气工程学部）
本文基于双流体模型研究等离子体流动对托卡马克中共振磁扰动穿透的影响，发现Bootstrap电流导致的穿透现象不同于经典撕裂模模型，并揭示了反磁漂移流对撕裂模穿透过程的稳定作用。
2026-04-28 physics.plasm-ph
Tearing mode stability calculations with pressure flattening
托卡马克撕裂模稳定性的计算方便地分为一个外部区域，在边缘稳定的理想MHD是适用的，和谐振层周围的合理的表面需要复杂的动力学物理。这两个区域通过稳定性参数耦合。压力和电流的扰动局部周围的合理的表面改变撕裂模式的稳定性。方程的外部解决方案的变化，并推导出任意扰动的轴对称环形几何形状。对于四种压力平坦函数，解析地得到了有和无压力平坦的-的关系。电阻MHD代码不包含适当的层物理，因此不能直接预测稳定性。但是，它们可以用来计算-。现有方法（Ham等人，2012 Plasma Phys. Control. Fusion 54 025009）用于从电阻代码中提取的方法在合理表面处存在有限的压力梯度并且由于Glasser稳定效应而具有有利的平均曲率时是不令人满意的。为了克服这个困难，我们引入了一个特定的压力平坦化功能，允许使用较早的方法。该技术首先在圆柱形几何形状与人工有利的曲率数值测试。它的应用，然后证明了环形几何使用环形托卡马克撕裂模稳定性代码T7（菲茨帕特里克等人，1993年核聚变33 - 1533），它使用一个近似的解析平衡。应用这种方法的电阻MHD代码，如MARS-F（刘等2000年物理等离子体7 3681），利用一个完整的环形平衡的前景进行了讨论。
2013-08-09 physics.plasm-ph
Resistive g-modes in a reversed field pinch plasma
首次提出了在反向场箍缩（RFP）等离子体边缘区共振的不稳定电阻交换模（g模）引起的高频、高环形模数（n>20）磁涨落的直接实验证据。的模式的时间和空间周期性的实验表征提供了通过高分辨率的容器内的边缘和可插入的磁诊断。结果表明，谱模特性与线性电阻磁流体动力学稳定性理论分析的结果吻合较好。一个简单的模型，提出了所观察到的模式的饱和度。
2009-09-11 physics.plasm-ph
Numerical study of tearing mode seeding in tokamak X-point plasma
详细了解岛播种是至关重要的，以避免（N）TM及其负面后果，如约束退化和中断。在目前的工作中，我们调查的增长2/1岛响应磁扰动。虽然我们使用外部施加的扰动产生的共振磁扰动（RMP）线圈的这项研究，结果是直接转移到岛播种其他MHD不稳定性创造一个共振磁场组件在理性的表面。从ASDEX升级2/1岛渗透的实验结果扩展以前的研究。模拟基于ASDEX升级L模式放电，具有低碰撞性和有源RMP线圈。我们的数值研究进行了三维，双流体，非线性MHD代码JOREK。在实验中观察到的模式播种的所有三个阶段也出现在模拟中：首先是一个弱响应阶段，其特征在于大的垂直电子流速，然后是磁岛尺寸的快速增长，伴随着垂直电子速度的降低，最后是饱和到完全形成的岛状态，垂直电子速度接近于零。在等离子体旋转以及RMP线圈电流中观察到模式穿透的延迟。岛的大小和电子垂直速度的滞后之间的斜坡上升和下降的RMP振幅与分析预测的分叉一致。研究了侵彻过程中主导扭结/弯曲向撕裂宇称的转变。
2019-04-16 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Non-linear modeling of the threshold between ELM mitigation and ELM suppression by Resonant Magnetic Perturbations in ASDEX Upgrade
边缘局域模（ELMs）和共振磁扰动（RMP）之间的相互作用建模与磁流体动力学代码JOREK使用ASDEX升级放电的实验参数。当撕裂和剥离扭结响应的放大导致更好的RMP渗透时，ELM减轻或抑制是最佳的。ELM的缓解或抑制不仅是由于压力梯度的减小，而且主要是由于ELM和等离子体边缘处的RMP诱导模式之间的环形耦合，迫使边缘模式在低水平下饱和。当RMP幅度增加时，观察到从ELM缓解到ELM抑制的分叉。ELM缓解的特征在于在边缘处旋转模式，而锁模到RMP是由ELM抑制制度中的电子垂直流的共振制动引起的。
2019-06-03 physics.plasm-ph
A Model of Energetic Ion Effects on Pressure Driven Tearing Modes in Tokamaks
能量被困离子的线性电阻磁流体动力学（MHD）不稳定性的影响进行了研究，在一个简化的模型，捕捉基本的物理驱动或阻尼的模式，通过磁剪切的变化。被捕获的能量离子的慢下来的分布与电阻MHD不稳定性的漂移动力学轨道相互作用被集成到一个标量贡献的扰动压力，并进入电阻MHD色散关系的渐近匹配形式主义。包括环形磁场线曲率，以在另外的圆柱形模型中对颗粒分布中的捕获进行建模。重点是一个配置，驱动不稳定的m/n = 2/1模式，通过增加压力，其中m是极向模式数和n的环形。粒子和压力可以影响芯区域中的模式，在芯区域中可以存在低的和反向的剪切，并且在谐振表面外部可以存在显著的正剪切。结果表明，高能离子在显著的正切变中运行时，对模式产生阻尼和稳定作用，增加了边缘稳定边界。然而，具有低剪切和反向剪切的内核区域贡献可能会导致模式不稳定。剪切对高能离子压力贡献的这种影响被认为是与文献相一致的。这些结果解释了在δf - MHD模拟中发现2/1模被高能离子阻尼和稳定，而在模拟中发现2/1模被驱动不稳定的现象。这也被发现是一致的2/1模式的稳定性显着改变与核心剪切的相关实验观察。
2017-03-02 physics.plasm-ph
Local measurement of error field using naturally rotating tearing mode dynamics in EXTRAP T2R
提出了一种利用自然旋转撕裂模（TM）振幅调制的误差场（EF）检测技术，并在EXTRAP T2R反场箍缩中进行了验证。该技术被用来识别$m/n = 1/-12$的本征EF，其中$m$和$n$是极向和环向模式数。的EF和共振磁扰动（RMP）的TM上的效果，特别是对振幅调制，建模与修改卢瑟福方程的一阶解。在实验中，TM振幅测量作为环向角的函数，因为TM在存在未知EF和已知的故意施加的RMP的情况下快速旋转。RMP振幅是固定的，而环形相位从一次放电到另一次放电是变化的，完成了完整的环形扫描。使用具有不同RMP振幅的三个这样的扫描，从TM振幅最大化的相位推断EF振幅和相位。估计的EF幅度与其他估计一致（例如，基于最佳EF消除RMP，导致最快的TM旋转）。这种技术的一个被动的变体，其中没有应用RMP，并推导出EF相位。
2016-06-04 nucl-ex physics.plasm-ph
Error field penetration and locking to the backward propagating wave
共振场放大或误差场穿透涉及驱动旋转环形等离子体中的弱稳定撕裂扰动。本文证明了有限实频率模式$ω_{r}$的锁定特性与传统的结果有很大的不同。假设等离子体坐标系中的模式具有频率$\pmω_{r}$，对撕裂模振幅的计算表明，当实验室坐标系中的稳定后向传播模式（$-ω_{r}$）的频率为零时，即当$v=ω_{r}/k$时，撕裂模振幅最大。甚至更重要的是，锁定扭矩在模式相速度下精确地为零，在更高的旋转下具有明显的峰值，导致锁定状态，其中等离子体速度$v$刚好高于实验室帧中的模式相速度。已知实频率$\pmω_{r}$，导致$v\rightarrow-v$对称性，由于Glasser效应而发生[A.H.格拉瑟，J.M.格林和J.M. Johnson，Phys. Fluids { \bf 19}，567（1976）.]对于惯性-惯性（RI）区域中的模式。因此，这导致等离子体速度锁定在刚好高于相速度。它还表明，类似的实频率发生在一个范围内的参数在粘阻（VR）制度与压力，和锁定扭矩是类似的RI制度。在其他撕裂模式区域中，由于抗磁效应而出现实频率，并且也显示出这种效应，但没有$v\rightarrow-v$对称性。对于弱稳定模态或大误差场，讨论了非线性对模态幅值和力矩的影响。此外，还讨论了在环形等离子体中施加不同螺旋度的外场来驱动剪切流的可能性。
2015-08-10 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
The Stochastic Field Transport associated with the Slab ITG Modes
许多模型的异常运输考虑湍流ExB运输所产生的静电微观不稳定性。在本文中，我们调查是否扰动磁场，这是与这种不稳定性在小，但有限的{β}值可以导致显着的随机磁场运输。以具有磁剪切的等离子体板中的撕裂宇称、长波长离子温度梯度（ITG）模为例，计算了当等离子体耗散由半碰撞电子模型给出时，在共振面处产生的扰动磁场的振幅。由此产生的随机场运输的估计，并与由于ITG模式的ExB运输的估计进行比较。
2013-07-05 physics.plasm-ph
Effect of turbulence on electron cyclotron current drive and heating in ITER
本文对q=3/2和q=2两种表面进行了ITER标准方案H模的非线性局部电磁回旋湍流模拟。湍流输运的电子回旋波加热的电子的速度空间特征的区域中检查。电磁涨落和次主导的微撕裂模式被发现有助于显着的加速电子的运输，即使他们只有一个小的影响，散装物种的运输。共振通过电子的粒子扩散率小于0.15 m^2/s，热导率小于2 m^2/s。扩大的电流驱动和能量沉积在ITER的影响进行了讨论。
2014-07-29 physics.plasm-ph
Plasma response to resonant magnetic perturbations near rotation zero-crossing in low torque plasmas
托卡马克装置基座顶部等离子体对共振磁扰动（RMP）的响应是实现边缘局域模（ELM）抑制的关键。由于旋转过零的径向位置在确定RMP的场穿透阈值中起着关键作用，因此等离子体响应在低输入扭矩等离子体中可能是不同的。在这项工作中，线性MHD代码MARS-F被应用到揭示的等离子体响应RMP的依赖于旋转过零点的旋转轮廓扫描的基础上的EAST平衡。结果表明，当过零点出现在有理曲面附近时，等离子体响应增强。等离子体响应的旋转过零的位置的依赖关系是很好的拟合由一个双高斯，表明在这种增强的两个效果。一种是由旋转屏蔽效应引起的，表现为宽基底（宽度约为10-20 krad/s），另一种是由电阻性奇异层效应引起的，表现为局部峰值（宽度约为3-4 krad/s）。峰的宽度与电阻性奇异层宽度成比例。等离子体位移表明，当零交叉点位于奇异层内时，响应类似撕裂，而当零交叉点远离奇异层时，响应类似扭结。当局部转动的绝对值不大于10-20 krad/s时，磁岛宽度在峰值处的增加仅为2倍左右。在EAST ELM抑制放电中的等离子体响应的建模中进一步证实了这一点。尽管$E\times B$旋转中存在过零点，但电子垂直旋转中不存在过零点，但使用这两种旋转轮廓获得的等离子体响应没有显着差异。这表明，基座顶部附近的旋转不应远离零，但可能不需要过零来访问ELM抑制。
2021-07-02 physics.plasm-ph
Stabilization and Re-excitation of Sawtooth Oscillations due to Energetic Particles in Tokamaks
Institute for Fusion Theory and Simulation, Zhejiang University（浙江大学聚变理论与模拟研究所）；Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）
本研究利用CLT-K代码模拟托卡马克中高能粒子与锯齿振荡的相互作用，发现共通行粒子再激发锯齿而逆通行粒子促其向小锯齿演化，并揭示磁通泵浦机制及多模耦合新现象，为ITER锯齿控制提供优化依据。
2025-08-06 physics.plasm-ph
The JOREK non-linear extended MHD code and applications to large-scale instabilities and their control in magnetically confined fusion plasmas
JOREK是一个大规模并行的全隐式非线性扩展MHD程序，用于真实的托卡马克X点等离子体。它已成为国际上广泛使用的研究大尺度等离子体不稳定性及其控制的通用程序。本文给出了一个全面的概述实现的物理模型，数值方法应用于求解方程和物理研究与代码。一个专门的部分强调了为代码所做的一些验证工作。不同的物理模型的层次结构是可用的，包括一个自由边界和电阻壁扩展和混合动力学流体模型。该代码允许通量表面对齐等参有限元网格在单和双X点等离子体，可以扩展到真正的物理壁，并使用一个强大的全隐式时间步进。特别关注的是奠定了等离子体边缘和刮削层（SOL）的物理以及中断相关的现象。在JOREK获得的关于等离子体边缘和SOL的关键结果中，对边缘局域模（ELMs）、ELM周期和ELM控制的动态有了深刻的了解，这些动态是通过共振磁扰动、弹丸注入以及垂直磁反冲实现的。此外ELM自由制度，脱离物理，在ELM过程中的杂质的产生和运输，以及在基座区域的静电湍流进行了研究。关于中断，重点是由大量气体注入（MGI）和破碎弹丸注入（SPI），逃逸电子（RE）动力学以及RE与MHD模式的相互作用，和垂直位移事件（VDES）的热淬火和电流淬火触发的动力学。此外，种子和撕裂模式（TM）的抑制，自然发生的热猝灭的动力学锁定模式触发，和辐射崩溃正在研究中。
2021-04-21 physics.comp-ph physics.plasm-ph
