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首页> 外文期刊>Nuclear fusion >A new paradigm for E × B velocity shear suppression of gyro-kinetic turbulence and the momentum pinch
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A new paradigm for E × B velocity shear suppression of gyro-kinetic turbulence and the momentum pinch

机译：E×B速度剪切抑制陀螺动力学湍流和动量收缩的新范式

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Detailed studies of the non-linear radial wavenumber spectrum of electric potential fluctuations in gyro-kinetic plasma turbulence simulations have led to a new paradigm that is capable of computing the momentum pinch quasilinearly. It is found that shear in the E × B velocity Doppler shift suppresses turbulence by inducing a shift in the peak of the radial wavenumber spectrum, and a reduction in the amplitude. An analytic model of the process is used to understand the roles of the sheared velocity and the non-linear mode coupling. The analytic model leads to a simple formula that fits the non-linear spectrum and only depends on the spectral average shift in the radial wavenumber. This 'spectral shift' model is a new paradigm that radial parity breaking is the fundamental mechanism that suppresses the turbulence through a radial wavenumber shift. The E × B velocity shear is one of a number of radial parity breaking mechanisms. Using a model of the spectral shift the toroidal Reynolds stress due to the E × B velocity shear can be computed for the first time with a quasilinear model. It is shown that, when diamagnetic and neoclassical contributions to the parallel flows are included, the E × B velocity shear term in the toroidal Reynolds stress allows the sign of the intrinsic toroidal rotation to change. Simulations of the co-current and balanced neutral beam injection phase of a DIII-D discharge using the quasilinear model show good agreement with experiment.
机译：在陀螺动力学等离子体湍流模拟中对电位波动的非线性径向波数谱的详细研究导致了一种新的范例，该范例能够准线性地计算动量收缩。已经发现，E×B速度多普勒频移中的切变通过引起径向波数谱的峰中的偏移和振幅的减小而抑制了湍流。该过程的解析模型用于了解剪切速度和非线性模式耦合的作用。该分析模型得出一个简单的公式，该公式适合非线性频谱，并且仅取决于径向波数的频谱平均偏移。这种“谱移”模型是一种新的范式，径向奇偶性破坏是通过径向波数移位来抑制湍流的基本机制。 E×B速度剪切是许多径向奇偶校验破坏机制之一。使用光谱位移模型，可以首次使用准线性模型计算由于E×B速度剪切引起的环形雷诺应力。结果表明，当包括对平行流的反磁性和新古典贡献时，环形雷诺应力中的E×B速度剪切项允许固有环形旋转的符号改变。使用准线性模型对DIII-D放电的并流和平衡中性束注入阶段进行仿真，表明与实验吻合良好。

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  • 来源
    《Nuclear fusion》 |2013年第11期|113017.1-113017.10|共10页
  • 作者

    G.M. Staebler; J. Candy; R.E. Waltz; J.E. Kinsey; W.M. Solomon;

  • 作者单位

    General Atomics, PO Box 85608, San Diego, CA 92186-5608, USA;

    General Atomics, PO Box 85608, San Diego, CA 92186-5608, USA;

    General Atomics, PO Box 85608, San Diego, CA 92186-5608, USA;

    General Atomics, PO Box 85608, San Diego, CA 92186-5608, USA;

    Princeton Plasma Physics Laboratory, Princeton, NJ 08543-0451, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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