Barreiras de transporte para o mapa de ondas de deriva com dois modos

Abstract

A presença de barreiras de transporte em experimentos de confinamento magnético de plasma está associada a melhora no transporte das partículas. Através da aplicação de um potencial elétrico externo, chamado de bias, pode-se criar uma barreira de transporte bastante robusta conhecida como curva shearless. Anteriormente, essas barreiras de transporte foram identificadas em um modelo de ondas de deriva descrito por uma mapa simplético bidimensional obtido aproximando o modelo ideal de infinitos modos espaciais por um modo dominante, permitindo assim o estudo das órbitas das partículas carregadas por um longo tempo. Neste trabalho, adicionamos um segundo modo espacial ao modelo e derivamos um mapa tridimensional modificado. Fixando os parâmetros relacionados ao primeiro modo e variando a amplitude do segundo modo, mostramos, para dois valores diferentes de bias, que a existência das barrerias de transporte dependem da amplitude do segundo modo. Perfis de número de rotação e tempos de recorrência foram usados para as investigações sobre o transporte de partículas e cálculo dos valores críticos do parâmetro da destruição curva shearless. Foi observado que após a destruição da shearless, formação de stickiness atuando como barreira de transporte, na vizinhança das curvas invariantes spannings destruídas. Assim, para avaliar a robustez das barreiras, calculamos a razão das condições iniciais que cruzaram as barreiras em termos dos parâmetros relacionados aos modos e usando o espaço dos parâmetros destacamos a sensibilidade das barreiras de transporte às perturbações.

The presence of transport barriers in plasma magnetic confinement experiments is associated with improved of particle transport. Through the imposition of an external electrical potential, bias, a very robust transport barrier known as a shearless curve can be created. Previously, these transport barriers were identified in a drift eave model described by a two-dimensional symplectic map derived by considering one dominant spatial mode for the ideal infinite spatial modes, allowing the study of the motion of charged particles for a long time. In this work, we added a second spatial mode to the model and derived a modified three-dimensional map. Fixing the parameters related to the first mode and varying the amplitude of the second mode, we show, for two different values of bias, that the existence of transport barriers depends on the amplitude of the second mode. Rotation number profiles and recurrence times were used for investigations into particle transport and for the computation of critical values of parameters for the shearless destruction. It was observed that after shearless destruction, the presence of stickiness acting as a transport barrier, about the destroyed invariant curves. Thus, to evaluate the effectiveness of the barriers, we calculate the ratio of the initial conditions that crossed the barriers in terms of the parameters related to the modes and, using the parameter space, we highlight the sensitivity of the transport barriers to perturbations.