静電・電磁揺動の新古典輸送に与える効果と異常粘性に関する研究

静电和电磁波动对新古典输运和反常粘度影响的研究

基本信息

批准号：
07780448
负责人：
洲鎌英雄
金额：
$ 0.64万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

静電揺動が存在する軸対称トーラスプラズマにおける新古典及び異常輸送を統一的に理論定式化した。粒子分布関数に対する運動論的方程式をアンサンブル平均と揺動部分に分けることにより、新古典及び異常輸送成分を明解に分類した。乱流に起因する力の磁力線垂直方向成分が異常粒子・熱輸送フラックスを与え、その磁力線平行方向成分が新古典輸送に影響を与えることを示した。静電揺動項を含むドリフト運動論的方程式のアンサンブル平均部分と揺動部分をそれぞれ解析的に解き、その解を用いて新古典・異常輸送フラックスの表式を求め、新たに静電乱流が生み出す磁力線平行方向の異常粘性を導出した。その例として、イオン温度勾配不安定性モードの分散関係を用いて、プラトー衝突領域における新古典・異常それぞれの粒子・熱輸送フラックスと異常粘性を詳細に表し、イオン温度勾配と静電乱流が生み出すポロイダル方向のプラズマ流の大きさを評価した。また、静電乱流に伴うエントロピー生成を厳密に定義することにより、異常輸送における互いに共役な熱力学的力と輸送フラックスの組合せを確定し、その組合せの間に成り立つ準線形異常輸送方程式を導き、準線形異常輸送行列がオンサーガ-対称性を満足することを示した。この新古典・異常輸送理論を非軸対称トーラスの場合に拡張するため、先ず乱流の存在しない非軸対称トーラスに対して、純粋な新古典輸送におけるエントロピー生成を運動論的に定義し、そのエントロピー生成を互いに共役な熱力学的力と新古典輸送フラックスの内積として熱力学的形式に書き換え、共役な力とフラックスを結ぶ新古典輸送方程式が非軸対称系においても厳密にオンサーガ-対称性を満足することを証明した。

我们提供了存在静电波动的轴对称环形等离子体中新古典和反常输运的统一理论公式。通过将粒子分布函数的动力学方程分为系综平均值和振荡部分，新古典和反常输运分量被清晰地分类。结果表明，在垂直于磁场线的方向上由湍流引起的力的分量给出了异常粒子/热传输通量，并且在平行于磁场线的方向上的分量影响新古典传输。解析求解包括静电涨落项在内的漂移动力学方程的系综平均部分和涨落部分，使用这些解来找到新古典和反常输运通量的表达式，并创建一个新的静电湍流方程，我们推导出了反常粘度。在平行于产生的磁场线的方向上作为例子，我们利用离子温度梯度不稳定模式的色散关系来详细描述由离子温度梯度和静电湍流产生的高原碰撞区的新古典和反常粒子/热传输通量和反常粘度。评估极向方向上的等离子体流的大小。此外，通过严格定义与静电湍流相关的熵产生，我们确定了反常输运中相互共轭的热力学力和输运通量的组合，并推导了在这些组合之间成立的拟线性反常输运方程，我们证明了拟线性反常输运矩阵满足 Onsagar 对称性。为了将这种新古典/反常输运理论扩展到非轴对称环面的情况，我们首先在动力学上定义无湍流的非轴对称环面的纯新古典输运中的熵生成，以及熵生成重写为热力学形式，作为互共轭热力学力和新古典输运通量的内积，连接共轭力和通量的新古典输运方程即使在非轴对称系统中也严格满足 Onsager 对称性。