近日，中國科學院合肥物質院等離子體所EAST團隊在等離子體旋轉理論模擬研究方面取得新進展，相關研究成果發表于國際知名學術期刊Computer Physics Communications上。

　　等離子體旋轉是影響聚變實驗的重要參數之一，主要體現在等離子體旋轉及其剪切能否有效控制MHD不穩定性、抑制湍流的增長，與L-H轉換、輸運壘的形成、輕重雜質輸運等過程密切相關。能否實現等離子體旋轉速度的預測與控制一直是未來聚變裝置穩定高參數運行所面臨的重要問題之一。

　　TransROTA是一款基于Stacey-Sigmar模型數值求解角動量平衡的程序，能夠在保留了密度、速度、電勢分布的一階極向不對稱性前提下，在真實的D形磁面幾何位形下計算角動量守恒中的所有新經典項的貢獻。TransROTA在Cheonho Bae博士2013年發表的程序GTROTA的基礎上[Comp. Phys. Comm. 184 (2013) 2571-2587]，取得了多項研究進展，主要包括：1.對不同離子組分的計算從GTROTA的兩種擴展到5種，為研究雜質離子與主離子在輸運行為上的不同提供了可能性；2.TransROTA在計算中使用了局部優化的連續過松弛方法(SOR)，解決了GTROTA在理論計算過程中遇到的數值穩定性問題，提高了計算結果的可靠性；3.TransROTA除了可以計算所有新經典效應對旋轉速度的貢獻外，還可以額外使用新經典環向粘滯、殘余應力等力矩密度分布作輸入量，進一步驗證實驗結果。該程序的研發為團隊進一步開展理論、模擬研究奠定基礎。

　　等離子體所訪問學者Cheonho Bae博士為論文第一作者，通訊作者為呂波研究員，等離子體所是第一完成單位。上述研究工作獲得了國家重點研發計劃項目、中國科學院國際交流計劃以及國家磁約束核聚變能發展研究專項項目的資助和支持。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010465523003375 

　　圖1: TransROTA計算的角動量守恒中不同項的分布比較 

　　圖2：不同離子組分的環向、極向、徑向旋轉速度剖面比較 

圖3：在包含了一階極向不對稱性的情況下，TransROTA計算的電子密度、電勢、徑向電場分布