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A novel method of studying the core boron transport at ASDEX Upgrade

C Bruhn, R M McDermott, C Angioni, J Ameres, V Bobkov, M Cavedon, R Dux, A Kappatou, A Lebschy, P Manas2018年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

A new ion cyclotron resonance frequency (ICRF) modulation technique has been developed and exploited at ASDEX Upgrade for obtaining time perturbed boron density signals. Square wave modulation of the ICRF heating power results in a periodic modulation of the boron density in the edge, which propagates inward. From this time perturbed boron density signal, the boron diffusivity and convection in the radial transport equation are individually determined. This task is done by solving an inverse problem by a quasi-Newton method. This implemented framework has been verified with the Method of Manufactured Solutions and benchmarked with the transport code STRAHL. The experimental transport coefficients are compared with neoclassical calculations with the code NEO and gyrokinetic simulations with the code GKW. The neoclassical diffusivity is well below the experimental one. The comparison to gyrokinetic theory shows a good agreement in the diffusivity, but the theoretical convection predicts a more peaked boron density profile than measured in the experiment.

日本語訳

新しいイオンサイクロトロン共鳴周波数(ICRF)変調技術が、ASDEX Upgradeにおいて時間的に摂動を受けたホウ素密度シグナルを得るために開発され、利用された。ICRF加熱パワーの矩形波変調は、周辺部におけるホウ素密度の周期的な変調をもたらし、それが内部へと伝播する。この時間的に摂動を受けたホウ素密度シグナルから、動径輸送方程式におけるホウ素の拡散係数と対流速度が個別に決定される。この課題は、準ニュートン法による逆問題の解法によって達成された。この実装された枠組みは、製造解の手法(Method of Manufactured Solutions)を用いて検証され、輸送コードSTRAHLとのベンチマークによって検証された。実験から得られた輸送係数は、コードNEOによる新古典計算およびコードGKWによるジャイロ運動論シミュレーションの結果と比較された。新古典論による拡散係数は実験値よりもかなり小さい。ジャイロ運動論シミュレーションとの比較では、拡散係数については良好な一致が見られたが、理論的に予測された対流速度は、実験で測定されたホウ素密度分布よりも尖った分布を予測する結果となった。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

ASDEXASDEX Upgrade
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