Magnetic compression has long been proposed a promising method for plasma heating in a field reversed configuration (FRC). However, it remains a challenge to fully understand the physical mechanisms underlying the compression process, due to its highly dynamic nature beyond the one-dimensional (1D) adiabatic theory model (Spencer et al 1983 Phys. Fluids26 1564). In this work, magnetohydrodynamics simulations on the magnetic compression of FRCs using the NIMROD code (Sovinec et al 2004 J. Comput. Phys.195 355) and their comparisons with the 1D theory have been performed. The effects of the assumptions of the theory on the compression process have been explored, and the detailed profiles of the FRC during compression have been investigated. The pressure evolution agrees with the theoretical prediction under various initial conditions. The axial contraction of the FRC can be affected by the initial density profile and the ramping rate of the compression magnetic field, but the theoretical predictions on the FRC's length in general and the relation in particular hold approximately well during the whole compression process, where rs is the major radius of FRC separatrix and ro is that of the magnetic axis. The evolutions of the density and temperature can be affected significantly by the initial equilibrium profile and the ramping rate of the compression magnetic field. During the compression, the major radius of the FRC is another parameter that is susceptible to the ramping rate of the compression field. Basically, for the same magnetic compression ratio, the peak density is higher and the FRC's radius rs is smaller than the theoretical predictions.
磁気圧縮は、磁場反転配位（FRC）におけるプラズマ加熱の有望な方法として長い間提案されてきた。しかし、圧縮過程の根底にある物理的メカニズムを完全に理解することは、一次元（1D）断熱理論モデル（Spencer et al 1983 Phys. Fluids26 1564）を超える高度に動的な性質のため、依然として課題である。本研究では、NIMRODコード（Sovinec et al 2004 J. Comput. Phys.195 355）を用いたFRCの磁気圧縮に関する磁気流体力学シミュレーションと、1D理論との比較が行われた。理論の仮定が圧縮過程に及ぼす影響が調査され、圧縮中のFRCの詳細な分布が調べられた。圧力の時間発展は、様々な初期条件の下で理論的予測と一致する。FRCの軸方向収縮は、初期密度分布と圧縮磁場のランプ率によって影響され得るが、FRCの長さに関する理論的予測は一般的に、そして特にその関係は、圧縮プロセス全体を通じてほぼよく成り立つ。ここで、rsはFRCセパラトリックスの主半径であり、roは磁気軸の主半径である。密度と温度の時間発展は、初期平衡分布と圧縮磁場のランプ率によって大きく影響され得る。圧縮中、FRCの主半径は、圧縮磁場のランプ率の影響を受けやすいもう一つのパラメータである。基本的に、同じ磁気圧縮比に対して、ピーク密度はより高く、FRCの半径rsは理論的予測よりも小さい。