离子漂移撕裂模与离子电漂浪不稳定性耦合导致的全球失稳
等离子体物理
2024-07-16 v1
摘要
基于简洁的阻性漂移-MHD 模型，本文研究了 2/1 DTM 在阻性 regime 中的全局线性行为。除了 DTM，还耦合了额外的正常模式，包括 EDW 和 SAW，这些模式在不同参数 regime 下通过考虑电导率而被扰动。采用 EVP 方法求解本征态谱，并分布所有不稳定解。发现，在小 EDD 频率 (omega_*e) 条件下，DTM 增长率与局部理论一致，随着 omega_*e 的增大而减小。然而，当 omega_*e 超过临界阈值 omega_*crit 时，DTM 与其他离散化 EDW 不稳定性之间的强线性耦合发生，使得来自电流和压力通道的自由能能够同步释放，从而增强 DTM，其增长率随着 omega_*e 的增大而增大，并以定性方式偏离局部理论结果。相应地，形成交叉尺度模式结构，具有混合极化，即 phi 扰动由电荷极化的短波长振荡主导，表现为 EDW 不稳定性特征，而 A_para 扰动保持典型撕裂模解，表现为阿尔芬芯极化的宏观结构。对于 omega_*e > omega_*crit 条件下，额外的 IDD 使得 phi 振荡结构向小密度梯度域位移，这抵消了离子通道的额外驱动力，从而使得 DTM 增长率对 IDD 频率不敏感。与 EDD 效应相比，IDD 效应在 omega_*e=0 时仅导致 RTM 的稳定化，这与全局仿真和局部理论的结果一致，这不再是 DTM 条件。这些结果对于阐明 DTM 的全局特性及其背后的物理机制具有重要意义，这些特性在 omega_*e >> gamma_c 的条件下出现，与当今高温等离子体托卡马克放电相关。
引用
@article{arxiv.2407.10613,
title = {Global destabilization of drift-tearing mode with coupling to discretized electron drift-wave instability},
author = {J. Bao and W. L. Zhang and Z. Lin and H. S. Cai and D. J. Liu and H. T. Chen and C. Dong and J. T. Cao and D. Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.10613},
year = {2024}
}
备注
23 pages, 15 figues