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Burst propagation in Texas Helimak

F A C Pereira, D L Toufen, Z O Guimarães-Filho, I L Caldas, K W Gentle2016年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

We present investigations of extreme events (bursts) propagating in the Texas Helimak, a toroidal plasma device in which the radial electric field can be changed by application of bias. In the experiments analyzed, a large grid of Langmuir probes measuring ion saturation current fluctuations is used to study the burst propagation and its dependence on the applied bias voltage. We confirm previous results reported on the turbulence intermittency in the Texas Helimak, extending them to a larger radial interval with a density ranging from a uniform decay to an almost uniform value. For our analysis, we introduce an improved procedure, based on a multiprobe bidimensional conditional averaging method, to assure precise determination of burst statistical properties and their spatial profiles. We verify that intermittent bursts have properties that vary in the radial direction. The number of bursts depends on the radial position and on the applied bias voltage. On the other hand, the burst characteristic time and size do not depend on the applied bias voltage. The bias voltage modifies the vertical and radial burst velocity profiles differently. The burst velocity is smaller than the turbulence phase velocity in almost all the analyzed region.

日本語訳

我々は、テキサス・ヘリマクにおいて伝播する極端現象(バースト)の調査結果を提示する。テキサス・ヘリマクは、バイアス印加により径方向電場を変化させることができるトロイダルプラズマ装置である。解析した実験において、イオン飽和電流変動を測定する大規模なラングミュアプローブ群を用いて、バースト伝播と印加バイアス電圧へのその依存性を研究した。我々は、テキサス・ヘリマクにおける乱流間欠性に関する先行結果を確認し、それを一様減衰からほぼ一様な値に至る密度範囲を含むより広い径方向間隔へ拡張した。解析においては、多点プローブを用いた二次元条件付き平均法に基づく改良手法を導入し、バーストの統計的性質とその空間分布の精密な決定を保証した。間欠的バーストが径方向に変化する性質を持つことを検証した。バーストの数は径方向位置と印加バイアス電圧に依存する。一方、バーストの特性時間とサイズは印加バイアス電圧に依存しない。バイアス電圧は、径方向および鉛直方向のバースト速度分布を異なる方法で変化させる。バースト速度は、解析したほぼ全領域において乱流位相速度よりも小さい。

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