A formulation of the anisotropic pressure magnetohydrodynamic equilibrium problem for three-dimensional plasmas with imposed nested magnetic surfaces is developed based on a bi-Maxwellian model of the distribution function for the energetic particle species. The hot particle distribution function satisfies the constraint . Large parallel and perpendicular anisotropy factors can be explored within the model through the choice of the hot particle perpendicular to parallel temperature ratio T⊥/T||. A fixed boundary version of the VMEC code has been adapted to numerically compute three-dimensional anisotropic pressure equilibria. Applications to a 10-field period Heliotron device and a 2-field quasiaxisymmetric stellarator demonstrate that the pressures do not vary significantly around the magnetic surfaces when the total parallel pressure p|| is larger than its perpendicular counterpart p⊥. For off-axis hot particle deposition with p⊥ > p||, p⊥ concentrates in the region where the energetic particles are generated. On the other hand, p|| is distributed roughly uniformly around the flux surfaces in the Heliotron but is localized on the low field side in the quasiaxisymmetric machine. The hot particle density structure correlates more closely with the corresponding perpendicular rather than with parallel pressure. The specific form for the definition of β that best correlates with the Shafranov shift is identified.
入れ子状の磁気面が課された三次元プラズマに対する異方性圧力磁気流体力学平衡問題の定式化を、高エネルギー粒子種の分布関数のバイマクスウェルモデルに基づいて展開する。高温粒子分布関数は制約条件を満たす。大きな平行および垂直異方性因子は、高温粒子の垂直対平行温度比T⊥/T||の選択を通じてモデル内で探求できる。VMECコードの固定境界版を、三次元異方性圧力平衡を数値計算するために適用した。10磁場周期ヘリオトロン装置と2磁場周期準軸対称ステラレータへの適用は、全平行圧力p||がその垂直対応物p⊥より大きい場合、圧力が磁気表面周りで大きく変化しないことを実証している。p⊥ > p||のオフアクシス高温粒子堆積の場合、p⊥は高エネルギー粒子が生成される領域に集中する。一方、p||はヘリオトロンでは磁束表面周りにほぼ一様に分布するが、準軸対称装置では低磁場側に局在する。高温粒子密度構造は、平行圧力よりもむしろ対応する垂直圧力とより密接に相関する。シャフラノフシフトと最もよく相関するβの定義の特定の形式が特定される。