FRC 合并与压缩的混合模拟
等离子体物理
2025-01-08 v1
摘要
为了加速 Helion Energy 开发的脉冲聚变概念的发展，需要对高加速度和压缩磁场下场反位形（FRC）的合并与稳定性有更深入的理解。以往所有关于 FRC 合并与压缩的理论和模拟工作均采用 2D MHD 模型进行。本文展示了 FRC 合并与压缩的新型 2D 混合模拟（流体电子与全轨道动力学离子）的结果。使用 HYM 代码计算得到的动力学模拟和 MHD 模拟结果进行了比较与分析。在无轴向磁场压缩的情况下，MHD 和混合模拟均对初始参数（即 FRC 间距、速度、归一化分界面半径和等离子体粘度）表现出高度敏感性，表明具有大伸长率和分界面半径的 FRC 要么不合并，要么部分合并，形成双极 FRC。结果表明，在 FRC 两端施加强度递增的磁镜场可导致 MHD 和动力学模拟中 FRC 的快速且完全合并。
引用
@article{arxiv.2501.03425,
title = {Hybrid simulations of FRC merging and compression},
author = {E. V. Belova and S. E. Clark and R. Milroy and G. Votroubek and A. Pancotti and D. Kirtley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.03425},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 8 figures, paper was submitted to Fusion Science and Technology (2024)