In this work for electrostatic ITG properties of drift waves of finite amplitude first are considered. It is shown that these waves are nonlinear in such an approach. Unique feature on these waves in comparison with known now nonlinear waves is their non steady state. This important feature is taken into account.
Influence of drift waves of finite amplitude on plasma is considered. It is shown that such influence produces local perturbations of plasma parameters. It leads to two conclusions. Firstly growth of perturbations leads to violation of existence of drift waves. Secondly after break-down of wave modes onsets plasma state with local perturbations that have spatial scale order of wave length drift wave. This new state can be considered like turbulence state.
As results of preceding analysis estimations of fluctuations of density plasma, ion temperature, as well length of correlations and times of existence of drift modes. It is shown obtained numerical data consist of experimental measurements qualitatively.
It is shown that drift turbulence is much different from classical (Kolmogorov) turbulence model. This one point examines distinctions of turbulence spectra between gases and plasmas.
В работе на примере электростатических ионных температурно-градиентных волн (ITG) впервые рассмотрены свойства дрейфовых волн конечной амплитуды. Установлена нелинейность волн в таком приближении. Уникальной особенностью этих волн, отличающих их от нелинейных волн, изученных до сих пор типов, является необходимость учёта нестационарности. То есть, в силу их неустойчивости, - экспоненциального нарастания амплитуды во времени.
Рассмотрены процессы воздействия дрейфовых волн конечной амплитуды на плазму. Показано, что такое воздействие вызывает локальные возмущения плазменных параметров. В рассматриваемом здесь приближении это приводит к двум важным следствиям. Во-первых, рост возмущений приводит к нарушению условий существования дрейфовых волн. Это должно приводить к их распаду. Таким образом, отдельные моды должны существовать конечное время, определяемое динамикой нарастания волны и развития в связи с этим локальных возмущений плазмы. Во-вторых, после распада волновых мод возникает состояние плазмы с наличием в ней локальных возмущений, пространственный масштаб которых – порядка длины дрейфовой волны. Это новое состояние плазмы, вызванное действием волны, можно характеризовать как турбулентно подобное. Таким образом, можно говорить о выявлении некоторых черт механизма возникновения турбулентного состояния плазмы под действием дрейфовой неустойчивой волны.
Сформулированы условия, позволяющие оценить величины флуктуаций таких величин, как плотность плазмы, ионная температуры, длины корреляций вдоль градиентов этих параметров, а также времени жизни отдельных мод дрейфовых волн. Выполнены численные оценки, которые сравниваются с экспериментальными данными.
Показаны существенные отличия дрейфовой турбулентности плазмы от классической модели турбулентности Колмогорова, чем объясняются наблюдаемые отличия в спектрах плазмы от спектров турбулентности газов и жидкостей.
плазма, турбулентность, дрейфовая волна
