高-$\beta$ Wendelstein 7-X 等离子体中理想气动模态的非线性磁流体力学建模
等离子体物理
2026-03-17 v1
摘要
我们使用针对 Wendelstein 7-X 的 stellarator 扩展版 M3D- 代码，对高- Wendelstein 7-X 等离子体进行非线性磁流体力学 (MHD) 模拟，这建立在最近显示在标准配置下理想气动模态在设计 限制以上会出现良性饱和的研究基础上 [Y. Zhou 等, Phys. Rev. Lett. 133, 135102 (2024)]。首先，我们检验了结果对平行热导数的敏感性。发现尽管增加平行导热会降低线性增长率，但饱和压力轮廓几乎不受影响。其次，我们考虑了轮廓形状的依赖性。结果表明，具有峰值压力轮廓且 较低的平衡条件比压力轮廓较宽且 较高、增长率更大的平衡条件更容易发生显著变化，这表明良性饱和或非线性稳定性并非必然发生，也不由线性增长率决定。第三，我们研究了磁场配置的影响，通过调整平面电感电流来改变平衡的旋转转换数。对于相似的增长率，无论是否存在低序共振，轮廓变化的大小都相似，这表明饱和机制与共挥或非共挥模态无关。这些结果表明，MHD 稳定性在 stellarator 操作和设计中仍需认真对待，而诸如 M3D- 等工具的非线性建模在其中扮演着关键角色。
引用
@article{arxiv.2603.00869,
title = {Nonlinear magnetohydrodynamic modeling of ideal ballooning modes in high-$\beta$ Wendelstein 7-X plasmas},
author = {Yao Zhou and K. Aleynikova and Chang Liu and N. M. Ferraro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.00869},
year = {2026}
}
备注
To appear in Phys. Plasmas