中文摘要：

等离子体形状对磁流体力学稳定性的影响在理论和实验上都得到了充分的研究和实践，然而它对微观不稳定性和反常扩散损失的影响却一直缺乏足够的理论研究。利用非圆截面下的局域平衡模型，可以独立控制局域磁面上的等离子体形状参数，包括环径比、拉长比、三角形变、沙夫拉诺夫位移等，从而发展起一套研究任意环径比非圆截面轴对称等离子体中从离子回旋半径到电子回旋半径的多尺度微观不稳定性的特征模方程。数值模拟结果一方面可以和以往大量的大环径比圆截面下的理论和数值结果比较，揭示等离子体形状对不稳定性和扩散损失的作用；另一方面也可以为目前依赖等离子体平衡计算代码的等离子体模拟工作提供不同尺度下的物理图像和基准校验结果，从而更好地理解非圆截面托卡马克类型等离子体中的输运过程。

结论摘要：

等离子体形状对磁流体力学稳定性的影响在理论和实验上都得到了充分的研究和实践，然而对微观不稳定性和反常扩散损失的影响却一直缺乏足够的理论研究。本项目利用非圆截面下的局域平衡模型，独立控制局域磁面上的等离子体形状参数，包括环径比、拉长比、三角形变、沙夫拉诺夫位移等，发展了一套研究任意环径比非圆截面轴对称等离子体中从离子回旋半径到电子回旋半径的多尺度微观不稳定性的特征模方程，开发了数值计算程序代码TGKMNC，并对长波长/短波长离子/电子温度梯度模等模式进行了数值模拟工作。研究结果表明等离子体形状参数，尤其是环径比和拉长比会对等离子体的微观不稳定性会有显著的影响。同时我们还对湍流输运自组织结构之一的测地声波的特征模及等离子体形状的影响作了研究。本项目研究结果及发展的计算代码可为利用等离子体平衡计算代码计算平衡为基础的等离子体模拟工作提供不同尺度下的校验，从物理上理解等离子体中的输运过程，也可以用来为托卡马克装置实验中的稳定性的输运分析等提供参考。