Z 压电动力学 II -- 连续介质视角:Betatron 加热与涡流自生成
等离子体物理
2024-11-12 v1
摘要
对自磁化电流丝状体(Z 压电)的adiabatic 压缩通过其组成离心运动和 betatron 运动的adiabatic 守恒量进行分析。恢复了关于cyclotron 流体和betatron 流体各自的各向异性轴分别关于磁场和电流。特别是,betatron 加热产生的非各向同性各向异性与气体相位混合相互平衡。提出一种基于cyclotron 和 betatron 轨道局部密度的混合 CGL 模型,并通过数值实验进行验证。探讨了各向异性与涡流之间的关系,通过构建以通量函数展开的动力学平衡来实现。流作为一元通量函数简单呈现为双 Maxwellian 分布,更高次方幂显示更高矩偏差。随后考虑了弱碰撞气体粘性(磁化压力-应变),在强迫流(forward process)和反向过程(inverse process)中进行分析。强迫流过程相位混合流动为简单通量函数,将流动固定在通量中并诱导出各向异性。在反向过程中,betatron 加热诱导的各向异性自生成涡流以抵抗通量的变化。这种流动源于动量扩散,集中在 betatron 区域。
引用
@article{arxiv.2411.06674,
title = {Z Pinch Kinetics II -- A Continuum Perspective: Betatron Heating and Self-Generation of Sheared Flows},
author = {D. W. Crews and E. T. Meier and U. Shumlak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.06674},
year = {2024}
}
备注
This article has been submitted to Physics of Plasmas