对流水动力和水磁不稳定性的可用能量与基态
等离子体物理
2026-03-02 v1
摘要
我们提出了一种用于预测中性和磁化流体中对流不稳定性非线性饱和水平的方法。该方法将 Gardner 的重堆叠算法——该算法计算无碰撞等离子体在相空间中的可用能量和基态——与拉格朗日松弛相结合，后者使流体元素在保持局部不变式的同时寻找更低能量的平衡状态。对于不可压缩的瑞利-泰勒不稳定性，问题在形式上等价于 Gardner 的方法，重堆叠算法直接适用于配置空间。为处理可压缩性，我们在重堆叠之后采用拉格朗日松弛以获得基态，结果表明与直接数值模拟效果良好。成功地将其扩展到 Z 夹层中 互换不稳定性，表明该方法作为估计对流不稳定性非线性范围的通用框架具有潜力，可促进核聚变反应堆的设计和运行。
引用
@article{arxiv.2602.23983,
title = {Available Energy and Ground States of Convective Hydrodynamic and Hydromagnetic Instabilities},
author = {Kaixuan Fan and Yao Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.23983},
year = {2026}
}