The design of commercially feasible magnetic confinement fusion reactors strongly relies on the reduced turbulent transport in the plasma edge during operation in the high confinement mode (H-mode). We present first global turbulence simulations of the ASDEX Upgrade tokamak edge and scrape-off layer in ITER baseline H-mode conditions. Reasonable agreement with the experiment is obtained for outboard mid-plane measurements of plasma density, electron and ion temperature, as well as the radial electric field. The radial heat transport is underpredicted by roughly 1/3. These results were obtained with the GRILLIX code implementing a transcollisional, electromagnetic, global drift-fluid plasma model, coupled to diffusive neutrals. The transcollisional extensions include neoclassical corrections for the ion viscosity, as well as either a Landau-fluid or free-streaming limited model for the parallel heat conduction. Electromagnetic fluctuations are found to play a critical role in H-mode conditions. We investigate the structure of the significant E × B flow shear, finding both neoclassical components as well as zonal flows. But unlike in L-mode, geodesic acoustic modes are not observed. The turbulence mode structure is mostly that of drift-Alfvén waves. However, in the upper part of the pedestal, it is very weak and overshadowed by neoclassical transport. At the pedestal foot, on the other hand, we find instead the (electromagnetic) kinetic ballooning mode, most clearly just inside the separatrix. Our results pave the way towards predictive simulations of fusion reactors.
商業的に実現可能な磁場閉じ込め核融合炉の設計は、高閉じ込めモード（Hモード）運転中のプラズマ端部における乱流輸送の低減に強く依存している。我々は、ITERベースラインHモード条件におけるASDEX Upgradeトカマクのエッジおよびスクレイプオフ層の初のグローバル乱流シミュレーションを提示する。プラズマ密度、電子・イオン温度、および動径電場の外側中平面測定について、実験と妥当な一致が得られた。動径熱輸送は約3分の1過小評価される。これらの結果は、拡散性中性粒子と結合された、トランスコリジョナルで電磁的なグローバルドリフト流体プラズマモデルを実装したGRILLIXコードによって得られた。トランスコリジョナル拡張には、イオン粘性に対する新古典補正と、平行熱伝導に対するランダウ流体モデルまたは自由ストリーミング制限モデルのいずれかが含まれる。電磁的揺らぎはHモード条件において決定的な役割を果たすことが見出された。我々は、顕著なE×B流れシアの構造を調査し、新古典成分と帯状流の両方を見出す。しかしLモードとは異なり、測地線音響モードは観測されない。乱流モード構造は、ほとんどがドリフト・アルフヴェン波のものである。しかし、ペデスタル上部では、それは非常に弱く、新古典輸送によって覆い隠される。一方、ペデスタル基部では、代わりに（電磁的）運動論的バルーニングモードが見られ、それはセパラトリックスのすぐ内側で最も明確である。我々の結果は、核融合炉の予測シミュレーションへの道を拓く。