快速旋转团状细丝的动力学：具有平行动力学推广的流体理论
等离子体物理
2023-07-26 v2
摘要
团状细丝（或简称“团块”）是由湍流形成并靠非线性过程维持的相干结构，存在于托卡马克及其他磁约束等离子体的边缘和刮削层（SOL）中。这些团状细丝的动力学，特别是其径向运动，会影响刮削层宽度以及等离子体与偏滤器靶板和主室壁的相互作用。受近期由 XGC1 回旋动力学模拟代码在其他地方报道的结果[J. Cheng 等人提交至 Nucl. Fusion 并可在 arXiv:2302.02877v1 获取]的启发，我们发展了快速旋转团状细丝的理论。该理论处理闭合磁通量面区域或与 SOL 中鞘层断开区域的团状细丝。它通过将以部分或完全绝热电子产生的团块自旋作为主导阶效应，并在下一阶保留惯性（离子电荷极化）物理，扩展了先前的工作。自旋有助于维持团块相干性并影响其传播速度。偶极电荷极化以微扰处理，产生具有相对较慢径向速度的团状细丝，与模拟中观察到的速度相当。该理论还处理了快速旋转团状细丝与带状流层的相互作用。分析表明，流层可作为这些结构的输运屏障。最后，平行电子动力学效应被纳入该理论。文中讨论了各种渐近参数区间，并获得了团状细丝径向和极向运动的渐近表达式。
引用
@article{arxiv.2303.14273,
title = {Dynamics of rapidly spinning blob-filaments: fluid theory with a parallel kinetic extension},
author = {J. R. Myra and J. Cheng and S. E. Parker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.14273},
year = {2023}
}
备注
31 pages, 2 figures, accepted in the journal Physics of Plasmas 30, 072302 (2023)