直接预测基于平衡方法的饱和新古典撕裂模

我们首次演示了新古典撕裂模（NTM）的非线性饱和可以直接通过基于Taylor松弛的变分原理来寻找，无需模拟中间的电阻率依赖动力学。正如之前关于经典撕裂模饱和的研究（Loizu et al. 2020；Loizu & Bonfiglio 2023）所做的那样，我们利用SPEC（Hudson et al. 2012），这是一种基于多区域松弛MHD变分原理的平衡求解器，具有分段压力轮廓和任意磁场拓扑。我们工作于平板几何中，并采用简简单的bootstrap电流模型 $J_\textrm{bs} = C \nabla p$ 来研究由bootstrap驱动的撕裂模，扫描渐近匹配参数 $\Delta'$ 和bootstrap电流强度。SPEC产生的饱和岛宽与初值电阻MHD代码（Huang & Bhattacharjee 2016）的预测良好一致，同时计算速度快了几个数量级。此外，我们观察到与简单解析修改Rutherford方程良好吻合，无需任何拟合系数。该吻合适用于存在bootstrap电流时的线性不稳定经典撕裂模以及新古典撕裂模——后者在无bootstrap电流时是线性稳定的，但由于bootstrap电流的影响在非线性时变得不稳定。