聚变等离子体约束态跃迁捕食者 - 猎物模型的鲁棒性

托卡马克聚变等离子体中的能量输运和约束通常由小尺度漂移湍流与大尺度相干非线性结构（如带状流）的耦合非线性相互作用决定，并伴有温度梯度等自由能源。旨在体现这些相互作用合理物理图像的零维模型，有助于识别能量约束增强及约束态之间跃迁的起源。此类模型的一个主要范式是捕食者 - 猎物模型或 Lotka-Volterra 模型。在此，我们扩展了该领域的一个成功的三变量模型（温度梯度；微湍流水平；一类相干结构）[M A Malkov 和 P H Diamond, Phys. Plasmas 16, 012504 (2009)]，增加了代表第二类相干结构的第四个变量。这需要第四个耦合非线性常微分方程。我们研究了在引入这一额外物理因素后，Malkov 和 Diamond 模型所产生的现象学的不变性程度。我们研究并比较了三方程系统和四方程系统的长时间行为、它们向终态的演化过程，以及它们的吸引不动点和极限环。我们探索了通向吸引子路径的敏感性。研究发现，例如，三方程系统的一个吸引不动点在四方程系统中可能变为极限环。解决这些问题——为方便起见我们统称为“鲁棒性”——对于像此处这样能产生系统变量急剧跃迁（可能复现约束跃迁的一些关键特征）的模型尤为重要。我们的结果有助于确立零维模型方法在捕捉托卡马克聚变等离子体中观测到的约束现象学方面的鲁棒性。