国际等离子体物理模拟研究第一期

１ ２ ４ ０ ２ ７ ］ 的缩写 ） 代码来研究他们的非线性动力学以
及 饱 和机制 。 这 一模 型主 要基 于 Ｈ ａ ｈ ｍ和 Ｂ ｒ ｉ ｚ ａ ｒ ｄ的
全局轴对称径向电场。通过 回旋动理学方程的对称 性质 ， 在径 向动量输运加了一个重要制约因素 ， 这个 约束需要正交场动量输运为零到非常高阶 ，在一个 上下 对称 托卡 马克 中 。 为 了处 理这 些细 微 之处 ， 报 告
方 向相 反 ，且 主要 由非 线性 雷诺 张力 产生 以及 径 向 象 的入射 波 的电磁力 而不 是理 论预 期 的环 向。
德 国 马 克 普 朗 克 等 离 子 体 物 理 研 究 所 的 ｉ ａ ｎ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｉ 。 Ａ ｌ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｏ 博士介绍 了 回旋动理学代码 固 Ｂ
江大学聚变理论与模拟 中心主任 陈骝教授致开幕 词， 陈教授指 出随着超级计算机技术 的快速发展， 大
规模数值模拟 的重要性 日益突显， 成为与实验 和理 论分析同等重要的科研手段 。特别是像 国际热核聚 变 反应堆 计划 （ Ｉ Ｔ Ｅ Ｒ计 划） 这 样 的重 大科 研 计划 ， 因
为牵 涉 到多 时空尺 度 的复 杂物 理过 程 ，更 需要 大规
此外 ，大会组委会邀请浙江大学朱军教授发表
来， 我 国研究者在大麦研究、 生产和利用方面也取得 了可喜的成果 ， 来自 浙江大学 、 中国农业大学 、 华中 农业大学 、 四川农业大学 、 成都大学 、 上海农科 院和 西藏农牧科学院等单位 的代表汇报了在西藏野生大
收稿 日 期： ２ ０ １ ２ — ０ ５ — １ ０
错 误 必 须 十 分 小 心 以避 免 任 何 径 向流 和 ／ 或 准 中 性， 这 种错误 很容 易生 成扭 矩 ， 并产 生一 个非 物理 的
Ｂ ｏ ｔ ｔ ｉ ｎ ｏ ｅ ｔ ａ ｌ（ ２ ０ １ １ ） ， Ｐ ｌ ａ ｓ ｍａ Ｐ ｈ ｙ ｓ ． Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ． Ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ５ ３ ，
议 的召开提供 了基础 。 会议期 间， 共有来 自中国 、 美国、 意大利 、 德 国
Ｐ ｅ ｔ ｅ ｒ Ｃ ａ ｔ ｔ ｏ 教授作 了题 为《 托卡马克 中的动量输运》 的特邀报告 。 报告指 出在托卡马克装置中， 有必要评
估和发展环 向流 ， 或等价地 ， 全局轴对称径向电场 ， 使得环 向角动量守恒和湍流输运的需要一致 ，以保 持内在的双极性 。其 已经公式化并开始实施一个完 整的回旋动理学描述 以预计评估和演化的托卡马克 密度 、 温度 、 静电势和流剖面。报告指出了拓展 回旋
用及作 为生物能源的新思路 。另外 ， ５ 位研究者从
Ｃ Ｒ Ｏ Ｐ ． Ｓ Ｅ Ｎ Ｓ Ｅ高通 量 表 型分 析 、 ｍｉ Ｒ Ｎ ｏ ｍｅ组 学 和 大
麦基因组测定等方面报告 了在大麦基 因组学上取得
的进展 。
到国际同行的认可。 暑 本次大会比 较系统和全面地展示了近四 年来全 篷
Ｅ Ｍ Ｏ Ｒ Ｂ对托克马克中阿尔芬本 征模 的非线性研 除 Ｎ
国加州大学 Ｉ ｒ ｖ ｉ ｎ ｅ 分校的联合培养博士生 ， 他们所 作的报告得到了参会者 的一致好评。 由此可以看出， 我 国聚变理论与模拟的人才储备丰厚 、和世界一流 大学的等离子体物理学术交流进程加快。会议的召 开促进了我国等离子体物理领域 的对外交流，促进
切流的速度 。阿尔芬共振带位于初始流速度等于当 地阿尔芬速度的小区域 内，而且随着磁岛的发展会 逐渐 远离重 联 分离线 。这对 阿尔 芬共振 带能强烈 地 抑制 重联 。抑 制作用 的强弱 主要 由共振 带 的强度 和 两个带之间的距离来决定 。对于速度高的初始剪切 流或者宽度 比较窄的剪切流情况将导致极低的重联
定 ，那里所需 临界稳定 的流旋转频率在离子声波的 频率范围内， 这 比以前流体理论（ ｓ ． Ｃ ． Ｇ ｕ ｏ ｅ ｔ ａ ｌ １ ９ ９ ９
Ｐ ｈ ｙ ｓ ． Ｐ ｌ ａ ｓ ｍ ａ ｓ ６ ， ３ ６ ６ ８ ） 预计的慢得多。 而在托卡马克 装置中 ， 替代 的、 捕获粒子的进动共振能稳定压力驱 动模 通过非 常低 甚至 为零 的等离 子 体旋转 。基 于势 能部 分 的物理分 析 已经获得 ，以理 解在两 个 系统 中 Ｒ ＷＭ 阻尼机 制 的不 同。这些结 果 表 明 ， 宏观 磁流体
了世界一流大学和学者 间的学术联系和交流，也必 将 大大促 进我 国等离子 体 物理学 学科 的发 展 。
荸 究的作用。阿尔芬本征模在托克马克约束 中扮演了 衡 重要 的角色 ，因为它们 对快 粒子 的重新分 布是 有 害
勤 的 。这一 报告 主要 阐述 通 过 Ｎ Ｅ Ｍ０ Ｒ Ｂ （ 即Ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ 憋 Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ， Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｄ ｅ Ｏ Ｒ Ｂ［ Ａ ．
国际等 离子体物 理模拟研 究
浙江大 学聚 变理论与模 拟 中心
西湖国际等离子体物理模拟研讨会 （ ｗｅ ｓ ｔ Ｌ ａ ｋ ｅ
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｎａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ Ｓ ｙ ｍ ｐ ｏ ｓ ｉ ｕ ｍ ｏ ｎ Ｐ ｌ ａ ｓ ｍａ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
２ ４ 所高校和科研 机构的 ８ ４ 位代表参加 了本次学术
讨论 。
动理学到输运时间尺度的突出困难和精细问题 ， 其
Ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂ ａ ｒ ｌ ｅ ｙ Ｓ ｔ ｒ ａ ｗ ” 为 主题 ， 阐述 了大 麦 秸 杆 利
麦资源收集和利用、 大麦品质性状遗传定位、 大麦组 培和遗传转化体系、大麦耐盐代谢组学研究和大麦 条纹花叶病毒抗病机理等方 面取得的研究进展 ， 受
不稳 定性 的动 理学物 理可 以非 常 不 同 ，取决 于磁 场
合并现象被一个关于 日冕抛射物质并且可以明显地 看到 以往 日冕抛射物质 的 ２ ． ５ 维的 Ｍ Ｈ Ｄ模拟所验
证。浙江大学聚变理论与模拟中心研究生李灵杰也 报告了阿尔芬共振带在有超阿尔芬剪切流的不可压
等离子 体 中的动力 学 。用 不可 压 电阻磁流 体力学模 型来研 究在初 始超 阿 尔芬剪 切 流情况 下 ，阿尔芬 共 振 带在 重联 过程 中形 成 的动力 学 。研 究发 现一对 共 振 带在 人流 区形 成 ，并且 很大 程度 上依 赖于初始 剪
给 出 了一 个完 整 的动 量输 运公 式 ，唯一 可行 的方 法 是使 用耦 合 回旋动理 学 和矩 。 意大 利 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｏ ｒ ｚ ｉ ｏ Ｒ Ｆ Ｘ的 郭世 宠 教 授 报 告 了磁
回旋 动理学弗拉索夫 一麦克斯 韦系统 的方程组并 且用全局的 Ｐ Ｉ Ｃ 代码来执行。漂移动理学电子和回 旋动理学粒子都被贯彻在代码里。 在空间等离子体方面 ， 代表性 的报告有来 自山 东 大学 的陈耀 教授 ， 他报 告 了 Ｓ Ｔ Ｅ Ｒ Ｅ Ｏ观测 到 的宏 观磁岛的收缩与合并 以及电子加速。磁场重联是一 种基 本 的等离 子体 过程 。近期 的理论研 究 和数 值模 拟表 明在磁 岛收缩 的过 程 中 电子 可 以被 充分加 速 以 及什么时候磁岛开始合并 。该报告介绍 了首次从 Ｓ Ｔ Ｅ Ｒ Ｅ Ｏ Ａ ／ Ｂ上观测到 的宏观 的磁 岛收缩与合并 ， 以及与此相关 的沿着 日冕抛射物后面的电流片的电 子 加 速 。通 过 观 测 发 现 电 子 加速 的能 量加 速 到 ｌ ０ Ｋ ｅ Ｖ以上推测为第三类辐射爆发。所观测到的磁岛
场位形对电阻壁模动理学阻尼的影响。使用更新 的 动理学 一 Ｍ Ｈ Ｄ混合稳定性代码 Ｍ Ａ Ｒ Ｓ — Ｋ研究 了环 形 反 场箍缩 （ Ｒ Ｆ Ｐ ） 和（ 圆形 ） 托 卡 马克 位 形 中 电阻壁
模（ Ｒ ＷＭ） 稳 定 性 的动 理 学 效 应 。在 Ｒ Ｆ Ｐ中 ， Ｒ ＷＭ 可 以通 过 高 ｂ ｅ ｔ ａ区域 的通 行 离 子 的 渡越 共 振 而 稳
了各国大麦研究者之间的交流和合作 ，对提升我国 祭
大麦科学的 研究水平、 人才培养以及促进国际 交流 謦
具 有重 要意 义 。 衙
勤
悠
３ ９
术 前 沿
中， 湍动和新经典通量演化这些剖面， 通过动量 以及 能量 和粒子 输运 。并 尝试解 释 了为 避免解 析 或数值
等离子体 ３ 个方向的模拟研究以及最新模拟技术 ， 如图形处理器（ ｃ ｅ ｕ ） 编程技术在高性能并行模拟中
的应用等进行 了 ３ ５ 场报告 ， 并进行广泛 的交流和讨 论， 探讨大规模模拟技术发展 以及可能的合作等。 美国麻省理工学院等离子体科学与聚变中心的
模数值模拟来理解深层机制及提高实验成果 。随着 Ｉ Ｔ Ｅ ＲLeabharlann Baidu划配套项 目的开展 ， 国内聚变等离子体大规 模数值模拟领域 已经取得了长足的发展 ，为本次会
量 了离子 的极 向流 。这一 极 向流在 低混 杂共 振 的两侧
ｈ）
率。这些结果可应用于实验室等离子体和空间等离 子体 中的磁场重联和阿尔芬波的耗散。 本 次研 讨 会积极 鼓 励青 年研 究人员 和研究 生参
加， 青年学者 占总人数 的 ６ ０ ％， 这其 中有我 国国内 院校和美 国普林斯顿大学等离子体物理实验室 、 美
球大麦研究者在大麦遗传、 生理 、 育种和生产利用方 了 “ Ｆ ｒ ｏ ｍ Ｑ Ｔ Ｌ Ｍａ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ Ｇ ｅ ｎ ｅ Ｍａ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ 面所取 得 的重要 进展 ，对今后 大 麦科学 研究 和生产 棚 Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ Ｂ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ” 的 主题 报告 。近 年 应用提供了宝贵的理论参考和技术借鉴。大会加强 盈
位形 。中科院等离子体所项农教授进行 了有关离子 回旋频率波和等离子体之间的非线性相互作用的报 告。Ｐ Ｉ Ｃ 模拟通常被用来研究等离子体与处于离子 回旋频率 区域的辐射频率波 之间的非线性相互作 用 。发现当存在从电磁波到静 电波 （ 离子伯恩斯坦 波） 的模转换的时候 ， 会有参数衰减发生并且双离子 混合（ 低混杂 ） 共振附近的离子会被非线性朗道阻尼 加热。 从而导 致离 子 的速 度 在极 向非 对称 ， 于是 产生
本次研讨会 旨在进一步促进等离子体模拟研究 者之间的交流与合作 ，提升我国等离子体模拟的研 究水平 ， 提高我国在等离子体模拟方向的国际影响。 会议 围绕磁约束等离子体、 惯性约束等离子体、 空间
已于 ２ ０ １ ２ 年 ４月 １ ８ ～ ２ Ｏ日在浙 江大学成功召开 。 本次会议 由浙江大学聚变理论与模拟 中心主办。浙