Two-scale modelling of turbulent transport in sheared flows of plasma in magnetic field
Model of turbulent transport in sheared flows of plasma in magnetic field is discussed. Corresponding turbulence is connected with gradient-drift instabilities growing inside plasma in magnetic field. The analysis have shown to formulate the transport model taking into account experimentally observed features two ranges of wave number values could be considered separately using different approaches. For relatively small scale turbulence Monte-Carlo procedure is considered. For relatively large structures non-linear model taking into account strong sheared flow action is used.
Обсуждается модель турбулентного транспорта в сдвиговых течениях плазмы в магнитном поле. Соответствующая турбулентность связана с развитием в плазме, находящейся в магнитном поле, кинетических неустойчивостей градиентно-дрейфового типа. Анализ показал, что для построения адекватной модели транспорта, учитывающей экспериментально наблюдаемые особенности, необходимо выделить две области волновых чисел турбулентных движений, для которых рассматриваются различные подходы. Для моделирования относительно мелкомасштабной турбулентности рассматривается алгоритм на основе метода Монте-Карло. В области относительно крупномасштабных движений используется нелинейная модель, позволяющая учесть образование структур и сильное влияние сдвигового течения.
Турбулентность, течение плазмы, магнитное поле, кинетическая неустойчивость
1. Itoh K., Itoh S.-I. The role of the electric field in confinement // Plasma Phys. Control Fusion. 1996. V. 38. P. 1–49. 2. Horton W. Drift waves and transport // Rev. Mod. Phys. 1999. V. 71. P. 735–778. 3. Diamond P.H., Itoh S.-I., Itoh K., Hahm T.S. Zonal flows in plasma – a review // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. V. 47. P. R35–R161. 4. Kim E. Theory of turbulence regulation by oscillatory zonal flows // Phys. Plasmas. 2006. V. 13. Paper 022308. 5. Sen A.K., Sokolov V., Wei X. A new paradigm for plasma transport and zonal flows // Phys. Plasmas. 2006. V. 13. Paper 055905. 6. Чирков А.Ю. Нелинейное насыщение дрейфовых неустойчивостей, турбулентность и транспорт в сдвиговых течениях плазмы в магнитном поле // Физико- химическая кинетика в газовой динамике. 2008. Т. 7. http://www. chemphys.edu.ru/media/files/2008-09-01- 010.pdf 7. Чирков А.Ю. Нелинейные дрейфовые волны в сдвиговых течениях плазмы // Вестник МГТУ. Сер. Естественные науки. 2008. № 3. С. 3–16. 8. Jenko F., Dorland W., Kotschenreuter V., Rogers B.N. Electron temperature gradient driven turbulence // Phys. Plasmas. 2000. V. 7. P. 1904–1910. 9. Artun M., Tang W.M. Gyrokinetic analysis of ion temperature gradient modes in the presence of sheared flows // Phys. Fluids. 1992. V. B4. P. 1102–1114. 10. Itoh K., Itoh S.-I. The role of the electric field in confinement // Plasma Phys. Control Fusion. 1996. V. 38. P. 1–49. 11. Тер Хаар Д., Вергеланд Г. Основы термодинамики. М.: Вузовская книга, 2006. 12. Клеммоу Ф., Доуэрти Дж. Электродинамика частиц и плазмы. М.: Мир, 1996.
