Self-Organized Evolution of the Internal Transport Barrier in Ion-Temperature-Gradient Driven Gyrokinetic Turbulence

报告题目：Self-Organized Evolution of the Internal Transport Barrier in Ion-Temperature-Gradient Driven Gyrokinetic Turbulence

报告人：王少杰教授

报告时间：2024年11月15日上午10:00

报告地点：物理科技楼155

报告摘要：即将建成的国际热核聚变堆ITER的成功运行依赖于芯部等离子体高约束运行模式的实现，即内部输运垒的形成。迄今为止，国际上多个装置已经观测到多种内部输运垒的形成；其中对于ITER最有希望的内部输运垒是芯部弱磁剪切位形下的输运垒，其形成机制涉及到非线性湍流的预测这一重大科学难题。由于湍流的非线性和复杂性，基于第一性原理的非线性回旋动理学大规模模拟已经成为独立于传统的实验和理论之外的不可或缺的研究手段。国际主流聚变国家在非线性回旋动理学模拟上都有数十年的投入。在科技部ITER专项的支持下，基于我们提出的数值李变换方法，中国科学技术大学和中国科学院等离子体物理研究所相关团队自主发展了中国第一个五维相空间非线性湍流大规模并行模拟程序NLT，并广泛应用于托卡马克聚变等离子体湍流模拟研究。我们近期提出了“临近平衡更新”(NEU)方法，解决了非线性湍流扰动算法中的久期性困难这一长期困扰科学界的难题；在此基础上利用NLT程序在国际上首次实现了托卡马克聚变等离子体中内部输运垒自组织形成过程的基于第一性原理的数值模拟。结果表明，内部输运垒在磁轴附近的出现由向内传播的雪崩过程引起，而其向外扩展则是由向外传播的雪崩过程引起的自组织结构的突变。

报告人简介：王少杰，1995年于中国科学院等离子体物理研究所获理学博士学位。2004年国家杰出青年基金获得者。现任中国科学技术大学近代物理系教授，博士生导师。主要研究方向：托卡马克聚变等离子体物理理论和数值模拟。