离子温度梯度漂移不稳定性的回旋动力学粒子模拟

采用回旋粒子模拟技术研究了离子温度梯度漂移不稳定性，目的是确定导致其非线性饱和的机制以及相关的异常输运。为了简单起见，模拟是在无剪切板几何体中进行的，其中背景压力梯度保持不变，以表示托卡马克放电典型的准静态剖面。发现离子平行动量和压力的非线性零频率响应是导致饱和的主要机制。仿真结果与从模式耦合计算中获得的结果之间的良好一致性支持了这一点，即饱和振幅为‖e（电子）Φ/吨_{e（电子）}‖ ≂(‖ω_我+我γ_我‖/Ω_我)/(k_⊥ρ_秒)²，拟线性热扩散系数为χ_我≂γ_我/k²_⊥，式中ω_我和γ_我分别是系统最不稳定模式的线性频率和增长率。在模拟中，χ的时间演化_我饱和后的特点是其缓慢弛豫到低得多的热传导水平。另一方面，少量的电子-离子碰撞对线性稳定性的影响可以忽略不计，可以导致χ的显著增强_我处于稳定状态。