Anomalous Diffusion of Plasma Current and Anomalous Transports Induced by Plasma Turbulence

等离子体电流的反常扩散和等离子体湍流引起的反常输运

基本信息

  • 批准号:
    03680004
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1991
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1991 至 1992
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Heat and particle transports which are associated with the helicity transport are obtained in a current-carrying plasma. The helicity flux represents the transport of parallel current density and is produced by an electric field with a circularly polarized component. Fluctuations with circularly polarized components induce finite average in cross-field nonlinear parallel current, which leads to generation of frictional electron heat flux as well as ion nonlinear polarization current which produces particle flux. The circular polarization of the perturbed electric field thus relates the helicity flux, electron heat flux and the particle flux in such a manner that the heat and the particle transports in the direction opposite to the helicity flux. This result applies whether the helicity is injected externally by oscillating fields or it is generated internally in the plasma.In the magnetohydrodynamic relaxation accompanying fast reconnections, magnetic fluctuations originating from kink-type instabilities yield a finite magnetic compression, and the corresponding transverse electric field is dissipated through the transit-time damping. This dissipation mechanism does not change the helicity, while it dissipates the fluctuation energy to result in direct heating of ions. This is in contrast to a slow relaxation process based on the tearing mode turbulence, where the parallel electric field is predominantly dissipated, which accompanies preferential heating of electrons and dissipation of the helicity.
在载流等离子体中获得了与螺旋输运有关的热输运和粒子输运。螺旋通量代表平行电流密度的输运,由具有圆极化分量的电场产生。圆极化分量的波动导致交叉场非线性平行电流产生有限平均,从而产生摩擦电子热流和离子非线性极化电流,产生粒子通量。因此,扰动电场的圆极化将螺旋通量、电子热通量和粒子通量联系起来,使热量和粒子沿与螺旋通量相反的方向传递。无论螺旋度是通过振荡场注入外部还是在等离子体内部产生,该结果都适用。在伴随快速重联的磁流体动力学弛豫中,由扭结型不稳定性引起的磁波动产生有限的磁压缩,相应的横向电场通过传递时间阻尼耗散。这种耗散机制不改变螺旋度,但耗散涨落能量导致离子直接加热。这与基于撕裂模式湍流的慢弛豫过程相反,其中平行电场主要耗散,伴随着电子的优先加热和螺旋度的耗散。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Z.Yohida,A.Hasegawa: "Anomalous Transports Associated with the Helicity Transport in a Plasma" Physics of Fluids B. 3. 3059-3064 (1991)
Z.Yohida,A.Hasekawa:“与等离子体中螺旋性传输相关的异常传输”流体物理学 B.3.3059-3064(1991)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Z.Yoshida: "Eigefunction Expansions Associated with the Curl Derivatives in Cylindrical Geometries" Journal of Mathematical Physics. 31. (1992)
Z.Yoshida:“与圆柱几何中的旋度导数相关的特征函数展开”数学物理杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Z.Yoshida: "Quasiperiodic Perturbations for the Alfven-Wave Continuous Spectra" Physical Revies Letters. Vol.68. 3168-3171 (1992)
Z.Yoshida:“阿尔文波连续谱的准周期扰动”物理评论快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Z.Yoshida: "Quasiperiodic Perturbations for the Alfven-Wave Continuous Spectra" Physical Review Letters. 68. 3168-3171 (1992)
Z.Yoshida:“阿尔文波连续谱的准周期扰动”物理评论快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Z. Yoshida, A. Hasegawa: "Anomalous Transports Associated with the Helicity Transport in a Plasma" Physics of Fluids B. 3. 3059-3064 (1991)
Z. Yoshida、A. Hasekawa:“与等离子体中螺旋传递相关的异常传递”流体物理学 B. 3. 3059-3064 (1991)
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
    KUBO Shin

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