基于矩的回旋动力学等离子体模型的热电子闭合

我们推导了用于求解回旋动力学方程的矩层次的热电子极限（HEL）闭合，即回旋矩（GM）方法。通过在小温度比极限 τ = Ti/Te ≪ 1 下展开回旋平均核，并仅保留关键的 O(τ) 项，我们获得了密度、平行速度以及平行和垂直温度的闭合系统。在 Z-pinch 几何中，带有 HEL 闭合的 GM 系统与 Ivanov 等人（2022）发展的系统在解析上等价。数值基准测试确认了该闭合的准确性，重现了已建立的线性增长率、非线性热输运和低碰撞率动力学。向托卡马克相关的 s-α 几何的扩展以及与回旋动力学模拟的比较揭示了 HEL 闭合 GM 模型的能力与局限：虽然输运水平和时间动力学在 τ=1 时仍定性保持，但高阶动能矩的缺失使其无法准确预测 Dimits 偏移和输运抑制。