形状对反向场箍缩模拟中湍流动力学的影响

我们研究了等离子体容器的形状对反向场箍缩（RFP）动力学的影响。我们所考虑的几何形状是具有椭圆和圆形横截面的周期柱面。通过开展完全非线性粘阻磁流体动力学的数值模拟，说明了等离子体动力学如何受形状影响。结果表明，与等离子体形状无关，比较流体动压力与磁压力的参量 $\beta$ 随伦德奎斯特数增大而减小，但当与洛伦兹力相比时，压力梯度涨落大致保持恒定。域横截面的不同椭圆形状导致不同的环向（或轴向）磁模态和动力学模态被激发。此外，研究发现，在具有圆形横截面的几何中观察到显著的局域极向角动量，而在具有椭圆横截面的几何中则不存在。由于约束主要由等离子体运动决定，且速度和磁场的动力学因几何改变而被修正，因此形状能够影响 RFP 装置的性能。