In this study, we present a topological transport theory–the turbulence pinch in magnetized plasmas–by utilizing the generalized Kelvin's circulation as a constraint. An exact nonlinear relation between the Kelvin's circulation pinch velocity and the turbulence vorticity flux has been derived. The flux-driven feature of the circulation pinch suggests an approach to non-locally control particle pinch velocity through varying boundary conditions. Due to its ubiquity and robustness, this theory provides a promising mechanism to produce an up-gradient particle transport.
本研究では、一般化されたケルビンの循環を拘束条件として用いることにより、磁化プラズマにおける乱流ピンチという位相的輸送理論を提示する。ケルビンの循環ピンチ速度と乱流渦度フラックスの間の厳密な非線形関係式が導出された。循環ピンチのフラックス駆動特性は、境界条件を変化させることによって粒子ピンチ速度を非局所的に制御するアプローチを示唆する。その普遍性と頑健性により、この理論は逆勾配粒子輸送を生成する有望なメカニズムを提供する。