The usual theoretical description of drift-wave turbulence (considered to be one possible cause of anomalous transport in a plasma), e.g. the Hasegawa - Wakatani theory, makes use of various approximations, the effects of which are extremely difficult to assess. This concerns in particular the conservation laws for energy and momentum. The latter law is important in relation to charge separation and the resulting electric fields, which are possibly related to the L - H transition. Energy conservation is crucial to the stability behaviour; it will be discussed by means of an example. New collisional multi-species drift-fluid equations were derived by a new method which yields, in a transparent way, conservation of energy and total angular momentum and the law for energy dissipation. Both electrostatic and electromagnetic field variations are considered. The only restriction involved is the validity of the drift approximation; in particular, there are no assumptions restricting the geometry of the system. The method is based primarily on a Lagrangian for dissipationless fluids in the drift approximation with isotropic pressures. The dissipative terms are introduced by adding corresponding terms to the ideal equations of motion and of the pressures. The equations of motion, of course, no longer result from a Lagrangian via Hamilton's principle. However, their relation to the ideal equations also implies a relation to the ideal Lagrangian, which can be used to advantage. Instead of introducing heat conduction one can also assume isothermal behaviour, e.g. = constant. Assumptions of this kind are often made in the literature. The new method of introducing dissipation is not restricted to the present kind of theory; it can equally well be applied to theories such as multi-fluid theories without using the drift approximation of the present paper. Linear instability is investigated by means of energy considerations and the implications of taking ohmic resistivity into account are discussed. A feature of the results is that for purely electrostatic perturbations the second spatial derivative of the density profile plays a role, in contrast to the usual approximations. For a class of systems with , it is shown that linear instability can only occur when the resistivity is sufficiently large, while the Hasegawa - Wakatani theory predicts instability for arbitrarily small non-vanishing resistivity. It is shown that, for essentially electrostatic instabilities, magnetic perturbations in resistive systems may not be negligible even for . An example which will be treated in a future paper indicates in addition that, in systems with vanishing ion temperature, electron temperature profiles should strongly influence the stability via resistive effects. This is in addition to effects leading to -modes. It also demonstrates that, in general, it is not possible to perform an expansion with respect to the resistivity near . The new formalism is interesting not only from a theoretical point of view, but also, in particular, as a useful tool for numerical calculations.
ドリフト波乱流(プラズマにおける異常輸送の一因と考えられる)の通常の理論的記述、例えば長谷川・若谷理論は、様々な近似を用いており、その影響を評価することは極めて困難である。これは特にエネルギーと運動量の保存則に関係する。後者の法則は、電荷分離とそれに伴う電場に関連して重要であり、これはおそらくL-H遷移に関係している。エネルギー保存は安定性挙動にとって決定的であり、例を用いて議論されるであろう。新しい衝突性多種粒子ドリフト流体方程式が新しい方法によって導出され、その方法はエネルギーと全角運動量の保存、およびエネルギー散逸の法則を透明な形で与える。静電的および電磁的場の変動の両方が考慮される。唯一の制約はドリフト近似の妥当性であり、特に系の幾何学的形状を制限する仮定はない。この方法は、等方圧力を持つドリフト近似における非散逸流体に対するラグランジアンに主に基づいている。散逸項は、理想方程式の運動方程式と圧力方程式に相当する項を追加することによって導入される。もちろん、運動方程式はもはやハミルトンの原理によるラグランジアンから導出されるものではない。しかし、理想方程式との関係は、理想ラグランジアンとの関係も含意し、それを有利に利用することができる。熱伝導を導入する代わりに、等温挙動、例えば = 定数を仮定することもできる。この種の仮定は文献でしばしばなされる。散逸を導入する新しい方法は、本論文の理論の種類に限定されるものではなく、本論文のドリフト近似を用いない多種粒子流体理論などにも同様に適用できる。線形不安定性はエネルギー的考察によって調べられ、オーム抵抗率を考慮することの含意が議論される。結果の特徴の一つは、純粋に静電的な摂動に対しては、密度分布の二次空間微分が役割を果たすことであり、これは通常の近似とは対照的である。ある種の系に対しては、線形不安定性は抵抗率が十分に大きい場合にのみ発生し得ることが示され、一方、長谷川・若谷理論は、任意に小さい非零抵抗率に対して不安定性を予測する。本質的に静電的な不安定性に対して、抵抗性系における磁気摂動は、たとえ が小さくても無視できない場合があることが示される。将来の論文で扱われる例は、イオン温度が消滅する系において、電子温度分布が抵抗性効果を通じて安定性に強く影響するはずであることを示している。これは、 モードをもたらす効果に加えてのものである。また、一般に、 の近傍で抵抗率 に関して展開を行うことは不可能であることも示される。新しい形式は、理論的観点からだけでなく、数値計算のための有用なツールとしても興味深い。