径向电场对离子温度梯度模稳定性的影响

Effect of radial electric field on ion-temperature gradient driven mode stability

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中文摘要：为了理解托卡马克装置中给定径向电场对离子温度梯度模(ITG)稳定性的影响,基于非线性回旋动理学理论和气球模表象推导了环位形下包含径向电场引起的极向流和密度扰动影响的ITG的本征模方程,并分别在长/短波长极限下研究了高能量粒子诱发测地声模(EGAM)所伴随的径向电场对ITG的本征频率、增长率和平行模结构的影响.不仅对该本征模方程进行了理论研究,还使用本征矩阵法对其进行数值求解,以便对理论结果进行验证.研究发现EGAM伴随的电场引起的极向转动会大幅降低ITG的增长率,而极向模数m=1的密度扰动对ITG的线性稳定性影响很小.这一结果与一般认为的带状流通过极向流剪切抑制湍流的结果是一致的.除此之外,使用本文发展的一般性方法也可以研究高能量粒子激发的阿尔芬不稳定性与漂移波湍流通过阿尔芬不稳定性激发带状结构发生的间接非线性相互作用,即带状结构所伴随的径向电场通过极向转动和密度扰动影响ITG的稳定性.该间接非线性通道可以作为对主导背景等离子体输运的微观湍流和主导高能量粒子输运的阿尔芬不稳定性之间的直接相互作用通道的补充.

外文关键词：

ion-temperature gradient driven moderadial electric fieldenergetic-particle induced geodesic acoustic modenonlinear gyrokinetic theory

作者：

陈凝飞、魏广宇、仇志勇

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作者单位：

浙江大学物理学院,聚变理论与模拟中心,杭州 310027

Center for Nonlinear Plasma Science and ENEA C.R.Frascati,Frascati,Italy

关键词：

离子温度梯度模径向电场高能量粒子诱发测地声模非线性回旋动理学理论

基金：

国家自然科学基金国家自然科学基金

项目编号：

1227523612261131622

出版年：

2023

DOI：

10.7498/aps.72.20230798

物理学报

中国物理学会，中国科学院物理研究所

物理学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：1.038

ISSN：1000-3290

年,卷(期)：2023.72(21)

参考文献量29