离子温度剖面刚度：非线性回转动力学模拟与实验对比

近期在 JET 上的实验观测显示了离子温度剖面刚度降低的证据，假设这是由于伴随的低磁剪切（s）和显著的环向旋转流剪切所致。我们进行了非线性回转动力学模拟，旨在研究这些观测背后的物理机制。开展了全面的模拟集，比较了数据集内不同参数对离子热通量的影响。这些参数包括 q、s、旋转、旋转对磁流体力学（MHD）平衡的影响、R/L_n、beta_e、Z_eff 以及快粒子含量。模拟并未预测环向流剪切本身会导致离子热通量的显著降低，这既是因为流剪切幅度不足，也是因为显著的平行速度梯度失稳。然而发现，由热压梯度和快粒子压力梯度引起的非线性电磁效应，即使在低 beta_e 下，也能显著降低剖面刚度。总共检查了五个放电，位于内半径和外半径处。对于所有研究的情况，在围绕实验不确定度的输入参数的合理变化范围内，模拟和实验的离子热通量值一致。