逆磁剪切配置中离子温度梯度不稳定性的简化动力学模型
等离子体物理
2025-11-25 v1
摘要
基于平均磁漂移模型和一次一级有限龙格半径 (FLR) 展开，离子温度梯度 (ITG) 模态在托卡马克等离子体中的特征值方程被化简为Sch氏-type微分方程。通过引入广义平移不变性，该模型扩展至逆磁剪切 (RMS) 配置，并与来自GTC的全球气体动力学仿真进行基准测试，显示出良好的定量一致性。分析揭示了RMS轮廓特有的双谷势型，导致当两个势阱在径向上 sufficiently 分离时，最低阶偶模与一阶奇模的本征模在能量上退化。ITG不稳定性还被发现与磁漂移频率共挑，最大增长率出现在两个理想面略有分离时。这一结果为逆磁剪切下ITG模态行为提供了新的物理洞见，并提供了一个紧凑、准确的理论框架，桥接了简化解析模型与全球仿真。
引用
@article{arxiv.2511.06959,
title = {Reduced kinetic model for ion temperature gradient instability in tokamaks with reversed magnetic shear},
author = {B. Jia and Q. Zhong and Y. Li and Y. Xiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.06959},
year = {2025}
}