第八章MHD不稳定性不稳定性的来源和分类非热力学平衡状态：一类是等离子体的宏观参数，如密度、温度、压强等热力学量的空间不均匀性；另一类是等离子体速度分布偏离平衡的麦克斯韦分布自由能的释放：（1）碰撞输运（2）不稳定性（集体运动）不稳定性总是一种减少自由能的宏观或者微观运动：前一种原因导致的不稳定性，通常导致等离子体以整体的形式发生运动，因此称为宏观不稳定性，而且由于此种稳定性通常可以用MHD方程进行分析，因此也称为MHD不稳定性；而后一种原因导致的不稳定性称为微观不稳定性，同时由于其要用动力学方程进行研究而被称为动力学（kinetic）不稳定性。更常用的分类：驱动力:压力，电流，电阻形态：气球，交换，扭曲，撕裂位置：内模，表面模（外模）运行环境（需求）：无壁，理想导体壁，电阻壁性质：静电，电磁不稳定性可以被完全抑制吗？不稳定性总是伴随着约束发生没有必要要求抑制所有不稳定性，也并不都是所有的不稳定性都具有同等的危险性不稳定性的演化：线性-非线性-饱和最危险的模：随时间增长快，空间结构宽，能快速导致等离子体整体失去平衡研究顺序：global－local，external－internalideal-resistivitymacro－micro研究不稳定性的方法1)直观分析2)线性化p.220-221x=x0+εx1，f＝f0＋f1f0(x0)+ε[f1(x0)+f0(x1)]+ε2f1(x1)简正模x1＝Σ[xωkexp(－iωt＋ikr)]能量原理：势能改变为正（则稳定）3)初值问题数值模拟（包含非线性信息)。腊肠不稳定性扭曲不稳定性Rayleigh-Taylorinst.()BE×=Vdtxdδ()()gneVdtd⋅∇=σInterchangeinst.本质的原因是电荷分离最小磁场稳定条件平均最小场条件然而完全最小场对于约束是不现实的环形系统的交换稳定LinearizedidealMHD边界条件等离子体与真空磁场边界真空与导体边界能量原理先表面模后内部模能量原理和简正模方法的等价E：复杂几何位形；定性；MHDN：对称；定量；MHD&kineticKinkmodeInterchangemode扭曲（螺旋）不稳定性不稳定条件气球不稳定性k//=0对应槽纹不稳定性，平均最小场k//≠0在坏曲率处由压力梯度驱动稳定条件电阻不稳定性微观机制：电子运动被碰撞阻碍了对电荷分量的中和能量机制：欧姆热耗散包含：电阻气球模，电阻漂移不稳定性，电阻性槽纹不稳定性撕裂模•磁面拓扑结构被破坏•特征扩散时间τR～μd2/η环形系统中的MHD不稳定性平均最小场－整体交换稳定气球不稳定性－限制了等离子体比压强环向场－电流稳定性给定环向场－限制了等离子体电流下节课：等离子体波
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