二维托卡马克模式的广义气球理论

在本工作中，结合局部回旋动理学流管代码的解与高阶气球理论，发展出了一种新的解析方法，用于重建全局线性模式结构及其相关的全局模式频率。除了通常在向外中平面达到峰值的孤立模式（IM）外，高阶气球理论还捕获了其他类型不稳定性较弱的全局模式： 弱不对称气球理论（WABT）预测了一种混合模式（MM），该模式会从向外中平面发生微小的极向位移； 相对更稳定的广义模式（GM）在托卡马克等离子体的顶部（或底部）发生气球模膨胀。本文发展了一种解析方法，将这些不相连的解析极限结合为一个单一的广义气球理论（GBT）。该理论被用于研究 IM 在剪切环向流效应下的行为。在流速较小的情况下，IM 最初转变为 MM，此时重现了 WABT 的结果；最终，随着流速的增加，该模式在等离子体的顶部（或底部）渐近地变为 GM。这可能是理解为何在某些实验场景中观察到的是小 ELMs 而非大边缘局域模（ELMs）的模型中的一个要素。最后，我们的理论可能具有其他重要推论，特别是对于涉及通过全局模式结构中的径向不对称性驱动 Reynolds 应力内禀旋转的计算。理解内禀旋转具有重要意义，因为在 ITER 规模的等离子体中，外部力矩预计相对较低。