- Код статьи
- S30346371S0367292125060022-1
- DOI
- 10.7868/S3034637125060022
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 51 / Номер выпуска 6
- Страницы
- 591-611
- Аннотация
- Исследована нелинейная динамика осесимметричных радиально локализованных колебаний электрического потенциала в токамаке со стационарным тороидальным вращением плазмы. В линейном приближении эти колебания распадаются на две независимые ветви: геодезические акустические моды (ГАМ) и низкочастотные зональные течения (ЗТ). Устойчивость последних определяется спецификой равновесия плазмы, а частота/инкремент — скоростью стационарного вращения. Показано, что нелинейная динамика электрического потенциала и сцепленных с ним флуктуаций давления, плотности и скорости плазмы вдоль направления магнитного поля в рамках магнитогидродинамической модели обладает интегралами движения. Эволюция электрического потенциала и гидродинамических характеристик плазмы рассчитана для различных скоростей стационарного вращения плазмы и различных начальных возмущений электрического поля. Подробно исследован режим, начальная стадия которого соответствует линейно неустойчивому ЗТ. Показано, что на нелинейной стадии флуктуации потенциала выходят на ограниченные по амплитуде колебания как низкой частоты, так и ГАМ. Итоговая картина спектра колебаний демонстрирует расщепление частоты и перемежаемость ГАМ.
- Ключевые слова
- зональные течения геодезическая акустическая мода токамак МГД нелинейность
- Дата публикации
- 26.05.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 61
Библиография
- 1. Conway G.D., Smolyakov A.I., Ido T. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. P. 013001. https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac0dd1
- 2. Diamond P.H., Itoh S.-I., Itoh K., Hahm T.S. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. V. 47. P. R35. https://doi.org/10.1088/0741-3335/47/5/R01
- 3. Winsor N., Johnson J.L., Dawson J.M. // Phys. Fluids. 1968. V. 11. P. 2448. https://doi.org/10.1063/1.1691835
- 4. Wang S. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. P. 085002. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.085002; Wang S. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. P. 129902 (erratum). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.129902
- 5. Wahlberg C. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. P. 115003. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.115003
- 6. Lakhin V.P., Ilgisonis V.I., Smolyakov A.I. // Phys. Lett. A. 2010. V. 374. P. 4872. https://doi.org/10.1016/j.physleta.2010.10.012
- 7. Hamerli E. // Phys. Fluids. 1983. V. 26. P. 230. https://doi.org/10.1063/1.864012
- 8. Tasso H., Throumoulopoulos G.N. // Phys. Plasmas. 1998. V. 5. P. 2378. https://doi.org/10.1063/1.872912
- 9. Ильгисонис В.И., Поздняков Ю.Н. // Физика плазмы. 2002. Т. 28. С. 99. https://doi.org/10.1134/1.1450672
- 10. Haverkort J.W., de Blank H.J., Koren B. // J. Comput. Phys. 2012. V. 231. P. 981. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2011.03.016
- 11. Melnikov A.V., Vershkov V.A., Eliseev L.G., Grashin S.A., Gudozhnik A.V., Krupnik L.I., Lysenko S.E., Mavrin V.A., Perfilov S.V., Shelukhin D.A., Soldatov S.V., Ufimtsev M.V., Urzabaev A.O., Oost G.V., Zimeleva L.G. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. V. 48. P. S87. https://doi.org/10.1088/0741-3335/48/4/S07
- 12. Мельников А.В., Вершков В.А., Грашин С.А., Драбинский М.А., Елисеев Л.Г., Земцов И.А., Крутин В.А., Лахин В.П., Лысенко С.Е., Немец А.Р., Нуреалев М.Р., Харчев Н.К., Кабанов Ф.О., Шевчугин Д.А. // Письма ЖЭТФ. 2022. Т. 115. С. 360. https://doi.org/10.31857/S1234567822060040
- 13. Сорокина Е.А. // Письма ЖЭТФ. 2024. Т. 120. С. 667. https://doi.org/10.31857/S0370274224110039
- 14. Галеев А.А., Сагдеев Р.З. // Основы физики плазмы. Т. 1 / Под ред. А.А. Галеева и Р. Судана. М.: Энергоатомиздат, 1983. С. 590.
- 15. Ramisch M., Stroth U., Niedner S., Scott B. // New J. Phys. 2003. V. 5. P. 12. https://doi.org/10.1088/1367-2630/5/1/312
- 16. Sasaki M., Itoh K., Nagashima Y., Ejiri A., Takase Y. // Phys. Plasmas. 2009. V. 16. P. 022306. https://doi.org/10.1063/1.3076933
- 17. Qiu Z., Chen L., Zonca F., Chen W. // Nucl. Fusion. 2019. V. 16. P. 066031. https://doi.org/10.1088/1741-4326/ab1285
- 18. Ren H., Xu X.Q. // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. P. 034501. https://doi.org/10.1063/1.5126872
- 19. Palermo F., Conway G.D., Poli E., Roach C.M. // Nucl. Fusion. 2023. V. 63. P. 066010. https://doi.org/10.1088/1741-4326/acc816
- 20. Conway G.D., Scott B., Schirmer J., Reich M., Kendl A. and the ASDEX Upgrade Team // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. V. 47. P. 1165. https://doi.org/10.1088/0741-3335/47/8/003
- 21. Conway G.D., Tröster C., Scott B., Hallatschek K. and the ASDEX Upgrade Team // Plasma Phys. Control. Fusion. 2008. V. 50. P. 055009. https://doi.org/10.1088/0741-3335/50/5/055009
- 22. Cheng J., Yan L.W., Zhao K.J., Dong J.Q., Hong W.Y., Qian J., Yang Q.W., Ding X.T., Duan X.R., Liu Y. // Nucl. Fusion. 2009. V. 49. P. 085030. https://doi.org/10.1088/0029-5515/49/8/085030
- 23. Hillesheim J.C., Peebles W.A., Carter T.A., Schmitz L., Rhodes T.L. // Phys. Plasmas. 2012. V. 19. P. 022301. https://doi.org/10.1063/1.3678210
- 24. Yashin Y.M., Bulanin V.V., Gusev V.K., Khromov N.A., Kurskiev G.S., Minaev V.B., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Prisyazhnyuk D.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Tolstyakov S.Y., Yafodomcev V.I., Wagner F. // Nucl. Fusion. 2014. V. 54. P. 114015. https://doi.org/10.1088/0029-5515/54/11/114015
- 25. Melnikov A.V., Eliseev L.G., Perfilov S.V., Lysenko S.E., Shurygin R.V., Zenin V.N., Grashin S.A., Krupnik L.I., Kozachek A.S., Solomatin R.Yu., Eifirov A.G., Smolyakov A.I., Ufimtsev M.V. and The HIBP Team // Nucl. Fusion. 2015. V. 55. P. 063001. https://doi.org/10.1088/0029-5515/55/6/063001
- 26. Hassam A.B., Antonsen T.M., Drake J.F., Liu C.S. // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 66. P. 309. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.66.309
- 27. Лахин В.П., Сорокина Е.А., Ильгисонис В.Н., Коновальцева Л.В. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. С. 1054. https://doi.org/10.1134/S1063780X15120077
- 28. Ilgisonis V.I., Lakhin V.P., Marusov N.A., Smolyakov A.I., Sorokina E.A. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. P. 066002. https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac3f4c
- 29. Кадомцев Б.Б. // Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1988.
- 30. Fu G.Y. // J. Plasma Phys. 2011. V. 77. P. 457. https://doi.org/10.1017/S0022377810000619
- 31. Nagashima Y., Itoh K., Itoh S.-I., Fujisawa A., Yagi M., Hoshino K., Shinohara K., Ejiri A., Takase Y., Ido T., Uehara K., Miura Y. and the JFT-2M group // Plasma Phys. Control. Fusion. 2007. V. 49. P. 16111. https://doi.org/10.1088/0741-3335/49/10/002
- 32. Lin D.J., Heidbrink W.W., Crocker N.A., Du X.D., Nazikian R., Van Zeeland M.A., Barada K. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. P. 112010. https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac8be3
- 33. Ильгисонис В.И., Коновальцева Л.В., Лахин В.П., Сорокина Е.А. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. С. 955. https://doi.org/10.1134/S1063780X14110038
