LAPD湍流模拟中的能量动力学
等离子体物理
2013-01-07 v3
摘要
在大型线性等离子体装置（LAPD）[W. Gekelman et al., Rev. Sci. Inst. 62, 2875 (1991)]的漂移波湍流三维流体模拟中，能量动力学计算揭示了驱动和耗散湍流的过程。这些计算表明，非线性不稳定性通过超越线性漂移波不稳定性（当平衡态涨落较小时占主导）主导了能量注入湍流。非线性不稳定性利用背景密度梯度的自由能驱动槽型（）密度涨落。通过非线性轴向波数转移到涨落，非线性不稳定性获得了绝热响应，这提供了从密度涨落到势涨落所需的能量传输通道以及导致不稳定性的相移。模拟中的湍流特性与实验吻合得非常好。当通过抑制模式人为地从系统中移除非线性不稳定性时，湍流发展出与实验数据不一致的相干频谱。
引用
@article{arxiv.1205.2337,
title = {Energy dynamics in a simulation of LAPD turbulence},
author = {B. Friedman and T. A. Carter and M. V. Umansky and D. Schaffner and B. Dudson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.2337},
year = {2013}
}