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Effects of diamagnetic drift on magnetohydrodynamic explosive bursts in reversed magnetic shear tokamak plasmas

Cheng Ye, Zheng-Xiong Wang, Lai Wei, Zhao-Qing Hu2019年被引用 9Nuclear FusionIF 3出版社

The explosive bursts, induced by self-organized double tearing modes (DTMs) in reversed magnetic shear tokamak plasmas, are numerically investigated based on a set of reduced two-fluid equations. It is found that the diamagnetic drift has a destabilizing effect on the mode in the Rutherford phase but can effectively stabilize the explosive burst of the mode in the following nonlinear phase. The plasma viscosity µ is found to have an important effect on the critical ion skin depth for completely suppressing the explosive bursts. In the low viscosity regime (i.e. , where is the critical viscosity), increases with increasing µ, because the increase of µ can effectively reduce the velocity difference of islands between the two rational surfaces, which mainly result from zonal flow and electron diamagnetic flow. In the high viscosity regime (i.e. ), however, decreases with increasing µ, because the increase of µ can greatly stabilize the DTM instability. In addition, the dependences of critical viscosity on viscosity and resistivity are obtained and the relevant mechanisms are analyzed.

日本語訳

反転磁気シアトカマクプラズマにおける自己組織化ダブルティアリングモード(DTM)によって誘起される爆発的バーストを、簡約化された二流体方程式に基づいて数値的に調べた。その結果、 diamagnetic ドリフトはラザフォード位相においてモードに対して不安定化効果を持つが、その後の非線形位相におけるモードの爆発的バーストを効果的に安定化できることが見出された。プラズマ粘性 µ は、爆発的バーストを完全に抑制するための臨界イオン皮膚深さ に重要な影響を与えることが分かった。低粘性領域(すなわち、 ここで は臨界値である)では、µ の増加とともに は増加する。これは、µ の増加が、主に帯状流と電子 diamagnetic 流に起因する二つの磁気島間の速度差を効果的に低減できるためである。しかし、高粘性領域(すなわち )では、µ の増加とともに は減少する。これは、µ の増加が DTM 不安定性を大幅に安定化できるためである。さらに、臨界粘性 の粘性 µ および抵抗率への依存性を取得し、関連するメカニズムを解析した。

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MagnetohydrodynamicsMagnetic shearReversed magnetic shear
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