剪切流稳定湍流中的电磁效应

我们将关于剪切流对等离子体微观不稳定性驱动与稳定之间竞争的研究扩展到了低等离子体 $\beta$（等离子体压力与磁压力之比）下的电磁效应。针对从回旋动力学方程导出的耗散流体模型，在剪切平板几何中使用扭曲模表示并聚焦于离子温度梯度模，构建了扩展的特征方程组。垂直剪切流以我们记为 $Mc_s$ 的速度沿场线对流扰动（其中 $c_s$ 为声速）。要使系统特征单向并抑制本征模形成，仅留下系统中的瞬态扰动，需要 $M > 1/ \sqrt{\beta}$。这通常代表比静电情形大得多的剪切流，后者仅需 $M>1$。对 $M < 1/\sqrt{\beta}$ 区域的数值研究表明，驱动项可能像在静电情形中那样发生冲突，从而在一系列参数范围内产生低增长率。此外，在实验典型的适度驱动强度和低 $\beta$ 值下，包含电磁效应并不会显著改变增长率。对于更强的剪切流和更高的 $\beta$，球形托卡马克特有的几何结构减轻了由平行剪切流驱动的剪切阿尔芬波不稳定性的影响。