由束-等离子体系统映射的能动粒子驱动测地声模引起的非线性速度重分布
等离子体物理
2019-01-16 v1
摘要
本文研究了托卡马克中由能动粒子（EP）驱动的测地声模（EGAM）的非线性动力学，并与束-等离子体系统（BPS）进行比较。EGAM 使用全局回旋动理学（GK）粒子网格（particle-in-cell）代码 ORB5 研究，将热离子和 EP（此处为快离子）视为 GK 并忽略电子的动力学效应。在 EGAM 非线性动力学中仅考虑波-粒非线性。BPS 使用一维代码研究，其中热等离子体被视为线性介质，而 EP（此处为快电子）采用 n 体哈密顿公式描述。文中描述了 EGAM 与 BPS 之间的一一映射。重点在于理解和预测相空间中的 EP 重分布。我们在此识别出映射的两种不同机制：在低驱动机制下，BPS 与 EGAM 的映射是完整的；在高驱动机制下，EGAM 动力学与 BPS 动力学存在差异。该转变由不可忽略的频率啁啾描述，其在所识别的驱动阈值之上影响 EGAM 但不影响 BPS。通过向 BPS 模型添加特定的频率修正可解决该差异。作为主要结果，给出了用于预测共振速度附近速度重分布非线性宽度的公式。
引用
@article{arxiv.1808.06697,
title = {Nonlinear velocity redistribution caused by energetic-particle-driven geodesic acoustic modes, mapped with the beam-plasma system},
author = {A. Biancalani and N. Carlevaro and A. Bottino and G. Montani and Z. Qiu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.06697},
year = {2019}
}