从全局程序视角看仿星器中的不稳定性与湍流
等离子体物理
2023-08-15 v1
摘要
本文在 LHD 和 W7-X 的仿星器构型下，对全局回旋动理学程序 EUTERPE 和 GENE-3D 进行了比较。在采用绝热电子的线性模拟中，两程序在 LHD 中最不稳定模式的模数、增长率、频率、模结构和空间局域化方面取得了极好的一致性。在 W7-X 中，增长率和频率随模数变化的依赖关系也被两个程序很好地复现。在 W7-X 中使用模型分布进行含动力学离子和电子的线性模拟时也对两程序进行了比较，并在最不稳定模式的波数上发现了合理的一致性。在两个程序中均一致发现，与绝热电子情形相比，动力学电子模拟中的小尺度模式出现了稳定化。本文还研究了使用绝热电子和模型分布的非线性模拟，并比较了热通量。在 LHD 和 W7-X 的湍流离子热通量中均发现了极好的一致性。研究了局部磁通管程序无法妥善处理的两个问题：不稳定性与湍流在磁通面上的局域化，以及背景长波长电场的影响。在不稳定性与湍流于磁通面上的空间局域化方面，两程序取得了良好的一致性。在两个程序中均发现，饱和湍流的局域化远小于线性不稳定性的局域化，且小于此前在全表面径向局域模拟中的报道。还发现电场对局域化的影响在发展成熟的湍流态中比在线性阶段更小，且小于以往工作中的结果。在两个程序中均发现了恒定电场对线性不稳定模式的稳定化作用。径向电场对湍流输运的中等减弱作用...
引用
@article{arxiv.2210.05467,
title = {Instabilities and turbulence in stellarators from the perspective of global codes},
author = {E. Sánchez and A. Bañón Navarro and F. Wilms and M. Borchardt and R. Kleiber and F. Jenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.05467},
year = {2023}
}