2D Full-F 螺旋流体磁重联中的等离子体体 growth
等离子体物理
2026-03-09 v1
摘要
等离子体体 growth 被认为可以增强磁重联速率，常用于解释高度导电(无碰撞)等离子体中快速磁重联。 在强磁场等离子体中，沿磁场方向的长波长维度可以与垂直平面上的小波长维度分离，从而合理推断孤立的二维方法。虽然二维系统已使用 delta F 螺旋流体进行仿真，但本文采用具有任意波长极化的新型 Full-F 螺旋流体模型，对 Ly/Lx < 16 的2D Harris 片磁重联进行仿真，研究其等离子体体 growth 和撕裂不稳定性 growth 率。除了线性撕裂分析外，还对线性化系统进行非模态稳定性分析。证明演化算子具有强非正交性，表现出较大的条件数和扩展的伪谱，这表明即使在边缘稳定 regime 下也可能出现显著的瞬态放大。这种非正交行为为爆发性重联提供了机制，帮助解释从线性撕裂 growth 向快速非线性加速的转变。我们专注于在混合漂移尺度上的低等离子体 beta 的磁重联，包含离子有限 Larmor 半径 (FLR) 效应，将仿真置于磁约束核聚变装置如托卡马克中。在讨论数值分辨率和收敛性要求后，我们进行参数扫描，分别变更电子皮肤深度和离子-电子温度比。最后，讨论纵横比、不同模型以及 FLR 效应的可能贡献。
关键词
引用
@article{arxiv.2603.06234,
title = {Plasmoid growth in 2D Full-F Gyrofluid Magnetic Reconnection},
author = {F. F. Locker and M. Rinner and M. Held and A. Kendl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.06234},
year = {2026}
}