Quantitative reproduction of selected micro-, meso- and macro-scale transport phenomena as measured in the FT-2 tokamak is reached by Elmfire global full-f nonlinear gyrokinetic particle-in-cell simulation predictions. A detailed agreement with mean equilibrium flows, oscillating fine-scale zonal flows and turbulence radial correlation length observed by a set of sophisticated microwave backscattering techniques, as well as a good fit of the thermal diffusivity data in the central and gradient region of discharge are demonstrated. Both the shift and the broadening of the power spectrum of synthetic and experimental Doppler reflectometry diagnostics have been found to overlap perfectly at various radial positions, indicating similar rotation and spreading of the selected density fluctuations. At the same time similar radial electric field dynamics, spatial structure and outward geodesic acoustic mode (GAM) propagation have been observed by comparisons of the probability distribution function, the dominant frequency, the coherence and the cross-phase of the simulated and experimentally measured radial electric field fluctuations, identifying the turbulent driven GAM as a key contributor to the observed strong temporal variation of the radial electric field affected by impurity ions.
FT-2トカマクにおいて測定されたミクロ・メソ・マクロスケールの輸送現象の定量的再現は、Elmfire非線形ジャイロ運動論粒子シミュレーションの予測によって達成された。高度なマイクロ波後方散乱計測技術の一群によって観測された平均平衡流、振動する微細スケールの帯状流、および乱流の径方向相関長との詳細な一致が示された。また、プラズマ中心部および勾配領域における熱拡散係数のデータに対しても良好な適合が得られた。合成および実験的なドップラー反射計測によるパワースペクトルのシフトとブロードニングは、様々な径方向位置において完全に重なり合うことが見出され、選択された密度擾乱の同様な回転と広がりを示している。同時に、シミュレーションと実験で測定された径方向電場揺動の確率分布関数、卓越周波数、コヒーレンス、およびクロスフェーズの比較により、同様な径方向電場のダイナミクス、空間構造、および外向きの測地線音響モード（GAM）伝播が観測された。これにより、乱流駆動型GAMが、不純物イオンの影響を受けた径方向電場の観測された強い時間変動の主要な要因であることが特定された。