动态 FRC 磁压缩过程中倾斜不稳定性的 MHD 模拟
等离子体物理
2025-06-26 v1
摘要
利用 NIMROD 代码 [C. R. Sovinec \textit{et al.}, J. Comput. Phys. \textbf{195}, 355 (2004)] 的磁流体力学(MHD)模拟,研究了场反转构型(FRC)在动态磁压缩过程中倾斜不稳定性的非线性演化。倾斜模在线性增长阶段引起显著形变,并在非线性阶段导致 FRC 完全失去约束,且未观察到动态非线性稳定化。倾斜模的增长率随压缩场上升率增大,并趋近一个渐近值。环向流动可同时降低倾斜模的增长率及其非线性饱和幅度。环向旋转的稳定化效应随压缩场上升率增大而增强,这归因于压缩过程中自发产生的环向场及增强的流剪切。尽管在环向旋转马赫数接近 0.5 时倾斜模仍不稳定,但倾斜形变的起始可被推迟,从而在压缩加热终止前实现高达 5.3 的磁压缩比。
引用
@article{arxiv.2506.20443,
title = {MHD simulation of tilt instability during the dynamic FRC magnetic compression process},
author = {Yiming Ma and Ping Zhu and Bo Rao and Haolong Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20443},
year = {2025}
}