三维环向陀螺动力学模拟中的线性撕裂模不稳定性
等离子体物理
2015-06-22 v1
摘要
使用全局陀螺动力学湍流代码 GKW，对三维环向几何中的经典撕裂模进行了线性陀螺动力学模拟。将结果与柱状理想磁流体动力学 (MHD) 和解析理论计算进行了基准测试。通过改变电流分布、碰撞性和压力梯度，研究了该模的稳定性、增长率和频率。发现了无碰撞和半碰撞撕裂模，且两者之间存在平滑过渡。即使在不存在压力梯度的情况下，也观察到该模具有剩余的有限旋转频率，这归因于环向有限拉莫尔半径效应。当在低碰撞性下存在压力梯度时，该模以预期的电子抗磁频率旋转。然而，在高碰撞性下，磁岛旋转方向发生反转。发现在半碰撞区域，增长率随碰撞电阻率遵循 标度律，与 Fitzpatrick 发现的半碰撞标度律非常吻合。该模的稳定性紧密遵循电阻性 MHD 理论的稳定性，但观察到由于环向耦合和压力效应引起的修正。
引用
@article{arxiv.1408.0112,
title = {The linear tearing instability in three dimensional, toroidal gyrokinetic simulations},
author = {William Hornsby and Pierluigi Migliano and Rico Bucholz and Lukas Kroenert and Arthur Peeters and David Zarzoso and Emanuele Poli and Francis Casson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.0112},
year = {2015}
}