托卡马克等离子体极向转动对带状流的影响

余江妹 余 俊 龚学余 谢宝艺 张 能

1（南华大学 数理学院 衡阳 421001）

2（南华大学 核科学技术学院 衡阳 421001）

托卡马克等离子体极向转动对带状流的影响

余江妹1余 俊1龚学余2谢宝艺1张 能1

1（南华大学 数理学院 衡阳 421001）

2（南华大学 核科学技术学院 衡阳 421001）

采用理想磁流体力学模型，利用绝热近似方法，推导出托卡马克等离子体极向转动体系中带状流的色散方程，分析了极向转动对带状流产生的影响。结果表明，等离子体极向转动体系下，测地声模频率和声波频率都会随极向转动马赫数而增大。带状流的频率与采用等温近似时有一定的数值差别；测地声模的密度扰动量形式也发生变化，由静态体系中纯驻波的形式，变为由一个驻波和一个小振幅行波叠加的形式。

托卡马克，带状流，频率，等离子体极向转动

在托卡马克等离子体中，带状流是一种环形和极向都对称的静电势涨落结构[1–2]。带状流有两个分支：低频带状流和测地声模。低频带状流的频率接近0，因此又称零频带状流。测地声模是带状流的高频分支，其频率ω～cs/R，其中cs为声速。广泛的理论与实验研究表明，带状流是由漂移波湍流的非线性作用激发而产生，可以从湍流中获得能量，并通过流剪切来抑制湍流所导致的反常输运[3–5]。因此带状流的研究对托卡马克聚变装置的稳态运行有着重要意义。

在带状流抑制湍流的过程中，经常会伴随着等离子体的转动，可以说，转动在托卡马克等离子体中是一种普遍存在的本质现象。……