高温超导磁镜的氢动力学平衡

高温超导(HTS)磁体及其他进步使磁镜的研究重新获得关注，以实现核聚变能源。磁镜等离子体的非 Maxwellian 本征性 necessitates 动力学建模以预测、优化和设计磁镜。虽然显式氢动力学全 f 代码可用于研究托卡马克和磁镜中的不稳定性和湍流输运，但由于计算时间尺度极长，直观地对动力学等离子体平衡进行积分一直不可行。我们展示，凭借新型多尺度方法，现已可行，实现了 30,000 倍的加速。得到的动力学平衡、静电势以及离子约束时间均与解析理论一致。这一变革性能力为磁镜的平衡计算开辟了新的途径，我们讨论了该技术也可能加速托卡马克和星体加速器的计算。本文所述模型解决了磁镜建模中的关键多尺度问题，为使用显式连续氢动力学代码进行平衡研究开辟了新的研究方向。