仿星器中的无碰撞微观不稳定性 III——离子温度梯度模
等离子体物理
2014-03-26 v3
摘要
我们研究了离子温度梯度 (ITG) 模的线性理论，旨在发展一种可应用于仿星器的普遍理解。我们重点介绍了 Wendelstein 7X (W7-X) 装置。回顾了近似的流体和动力学模型，并提出了两个新的第一性原理模型，将其与直接数值模拟的结果进行了比较。一个模型研究了强局部剪切区域的影响，这是仿星器平衡态的普遍特征。发现这些“剪切尖峰”对该模具有潜在的显著稳定作用；然而，这种效应在垂直于磁场的短波长处最强，且仅在 W7-X 中增长最快的模中显著。第二个模型研究了全局磁剪切可忽略情况下的长波极限。解析计算表明，曲率驱动效应在漂移频率的二阶项进入，证实了传统观点，即 ITG 模在长波长下具有平板状特征。通过对零剪切 W7-X 构型的通量管模拟，我们观察到其与相似参数点的轴对称构型存在密切关系。结论认为，平衡梯度的尺度长度是表征 ITG 模的良好参数空间。因此，为了优化磁几何结构以提高 ITG 模稳定性，关注局部参数可能是富有成效的，例如坏曲率的大小、连接长度以及坏曲率位置（即 ITG 模振幅峰值处）的局部剪切。
引用
@article{arxiv.1312.2424,
title = {Collisionless microinstabilities in stellarators III - the ion-temperature-gradient mode},
author = {G. G. Plunk and P. Helander and P. Xanthopoulos and J. W. Connor},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.2424},
year = {2014}
}
备注
v3: final version for journal