电子磁流体中磁场重联和撕裂模不稳定性的理论和模拟研究

磁场重联与磁约束聚变中的锯齿震荡和破裂不稳定性，空间中的太阳耀斑等爆发现象有着密切的联系。因此研究磁场重联的基本物理过程，如耗散机制等就很有必要。.利用电子磁流体力学方法，通过引入电子压强张量，分别研究在有和没有导向场存在下，无碰撞磁场重联的耗散机制和撕裂模不稳定性，并分析电子压强各向异性带来的影响。利用电子磁流体理论，采用准线性方法，分别研究在有和没有导向场存在下，电子压强各向异性对磁场重联和撕裂模非线性不稳定性的影响。利用并行的全粒子模拟方法研究无碰撞磁场重联和撕裂模不稳定性，重点研究无碰撞磁场重联的耗散机制和电子压强各向异性的影响，并与上述理论结果进行比较，以期对认识空间物理和天体物理中的爆发现象等有所帮助，并更好的了解磁约束聚变实验中的破裂不稳定性等。

磁场重联与磁约束聚变中的锯齿震荡和破裂不稳定性，空间中的太阳耀斑等爆发现象有着密切的联系。利用电子磁流体理论和准线性方法，解析推到了电子粘滞影响下的撕裂模不稳定性的一般时间演化方程，包含了线性阶段、过渡阶段和非线性阶段。发现撕裂模不稳定性在过渡阶段的行为与线性阶段和非线性阶段的行为有很大的不同。. 快粒子物理行为与撕裂模不稳定性是国际热核聚变实验堆（ITER）计划实现高性能自持“燃烧”等离子体和稳态运行的两个关键物理问题。利用漂移动力学和电阻磁流体理论相结合的混合模型，解析研究了通行快粒子对撕裂模不稳定性的影响，发现通行快离子对撕裂模不稳定性的影响依赖于通行方向，且与快离子的动量有密切关系。通过对该问题的研究，我们了解了快离子影响撕裂模不稳定性的可能的物理机制，并提出了利用快离子控制撕裂模不稳定性的方法。这对进一步探索ITER以及未来的托卡马克聚变反应堆中快粒子对撕裂模不稳定性的影响和控制方法有重要的意义。在解析模型的基础上，利用大规模混合模拟程序（M3D）模拟研究，验证了上述的物理模型，并拓展研究了束缚离子对撕裂模不稳定性的影响。