聚变等离子体中剪切流对温度梯度驱动湍流的抑制

从以下假设出发：聚变等离子体中由温度梯度不稳定性驱动的等离子体湍流的饱和，是通过长波长外尺度（涨落能量注入处）与小波长耗散尺度（涨落能量通过粒子碰撞热化处）之间的局部能量级联实现的，我们构建了一个详细的唯象理论，以探讨垂直流剪切对磁化等离子体湍流的影响。我们的理论引入了两种不同的区域，分别称为弱剪切区和强剪切区，每种区域都有各自关于涨落尺度与幅度以及湍流热输运水平的标度律。我们发现，涨落在外尺度处的典型径向波数与极向波数之比（即它们的纵横比）在决定湍流输运对施加流剪切的依赖性中起核心作用。我们发现，理论预测与两个聚变相关等离子体湍流的典型模型的数值模拟高度一致： 板电子尺度湍流的静电流体模型，以及 Cyclone-base-case 陀螺动力学离子尺度湍流。此外，我们的理论基于上述电子尺度涨落的纵横比的作用，设想了一种由垂直离子尺度流抑制电子尺度湍流的潜在机制。