Аннотация:
Показано, что низкочастотная вихревая конвекция, самосогласованно развивающаяся в замагниченной плазме, может приводить к недиффузионным транспортным процессам, аналогичным тем, что наблюдаются в различных системах магнитного удержания плазмы. Для теоретического исследования такой конвекции предложен подход, основанный на прямом компьютерном моделировании квазидвумерной нелинейной динамики слабодиссипативной плазмы с использованием адиабатически-редуцированных уравнений гидродинамического типа. Полученные уравнения обеспечивают описание как относительно быстрых нелинейных конвективных течений, так и более медленных результирующих транспортных процессов и позволяют моделировать эволюцию плазмы на достаточно больших временах, сравнимых с ее временем жизни. Моделирование показало, что развитие конвекции приводит к формированию нелинейных крупномасштабных стохастических вихревых структур, которые демонстрируют широкие степенные спектры по частотам и волновым числам, негауссову статистику флуктуаций и соответствуют представлениям о структурной турбулентности. Результирующие транспортные процессы являются нелокальными, недиффузионными и обладают рядом характерных свойств, аналогичных тем, что наблюдаются в реальных экспериментах. К числу таких свойств относятся самосогласованность профилей давления и плотности плазмы, L-H-переходы, пинч примесей и другие.
Образец цитирования:
В. П. Пастухов, Н. В. Чудин, “Самосогласованная турбулентная конвекция замагниченной плазмы”, Письма в ЖЭТФ, 82:6 (2005), 395–406; JETP Letters, 82:6 (2005), 356–365
Cho T., Higaki H., Hirata M., Hojo H., Ichimura M., Ishii K., Islam K., Itakura A., Katanuma I., Kohagura J., Minami R., Nakashima Y., Numakura T., Saito T., Tatematsu Y., Yoshikawa M., Watanabe O., Kubota Y., Kobayashi T., Yamaguchi Y., Saimaru H., Higashizono Y., Miyata Y., Kiminami S., Shimizu K., Itou M., Ikuno T., Mase A., Yasaka Y., Sakamoto K., Yoshida M., Kojima A., Ogura K., Nishino N., Horton W., Kariya T., Imai T., Pastukhov V.P., Miyoshi S., Fusion Science and Technology, 51:2T (2007), 11–16
Cho T., Kohagura J., Numakura T., Hirata M., Higaki H., Hojo H., Ichimura M., Ishii K., Islam K.M., Itakura A., Katanuma I., Minami R., Nakashima Y., Saito T., Tatematsu Y., Watanabe O., Yoshikawa M., Kojima A., Miyake Y., Miyata Y., Shimizu K., Tomii Y., Yoshida M., Sakamoto K., Imai T., Pastukhov V.P., Physical Review Letters, 97:5 (2006), 055001