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New Thermodynamical Force in Plasma Phase Space that Controls Turbulence and Turbulent Transport

机译：等离子相空间中控制湍流和湍流传输的新热力学力

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摘要

Physics of turbulence and turbulent transport has been developed on the central dogma that spatial gradients constitute the controlling parameters, such as Reynolds number and Rayleigh number. Recent experiments with the nonequilibrium plasmas in magnetic confinement devices, however, have shown that the turbulence and transport change much faster than global parameters, after an abrupt change of heating power. Here we propose a theory of turbulence in inhomogeneous magnetized plasmas, showing that the heating power directly influences the turbulence. New mechanism, that an external source couples with plasma fluctuations in phase space so as to affect turbulence, is investigated. A new thermodynamical force in phase-space, i.e., the derivative of heating power by plasma pressure, plays the role of new control parameter, in addition to spatial gradients. Following the change of turbulence, turbulent transport is modified accordingly. The condition under which this new effect can be observed is also evaluated.
机译：湍流和湍流输运的物理学已经在中央教条上发展起来，其中空间梯度构成了控制参数，例如雷诺数和瑞利数。然而，最近在磁约束装置中使用非平衡等离子体进行的实验表明，在加热功率突然变化之后，湍流和输运的变化比全局参数快得多。在这里，我们提出了一种非均匀磁化等离子体中的湍流理论，表明加热功率直接影响湍流。研究了外部源与相空间中的等离子体波动耦合从而影响湍流的新机制。相空间中的新的热力学力，即等离子压力引起的加热功率的导数，除了空间梯度以外，还起着新的控制参数的作用。随着湍流的变化，湍流的传输也相应地发生了变化。还评估了可以观察到这种新效果的条件。

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