逃逸电子分布函数矩的高效计算

等离子体电流不稳定性会破坏等离子体放电的稳定性并迅速冷却等离子体。在这种“破裂”事件中或反应堆启动阶段，会产生感应电场，将电子加速到相对论速度，从而形成“逃逸电子”束。这可能会损坏反应堆容器，必须在未来的反应堆（如ITER）中避免。因此，对逃逸电子电流演化的高效模拟对于预测、避免和减轻破裂具有重要意义。为了改进基于逃逸电子电流自洽计算的模拟，高效计算解析逃逸电子分布函数的矩具有重要意义。在这方面，以Fülöp等人提出的“雪崩”生成逃逸电子分布函数为例，执行了一般步骤。在此过程中，考虑了由零阶、一阶和二阶矩得到的逃逸电子数密度、电流密度和平均质量相关动能密度。它们的分析通过解析和数值方式进行。通过MATLAB实现，推导了合适的计算规则，并对其运行时效率进行了分析。最后，应用推导出的高效计算规则，对由电场、电子密度和电子温度构建的等离子体参数空间中的电流密度矢量的分量和大小以及动能密度进行了物理评估。此外，基于结果的图形化描述讨论了所选分布函数的适用性。