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Core turbulent transport in tokamak plasmas: bridging theory and experiment with QuaLiKiz

C Bourdelle, J Citrin, B Baiocchi, A Casati, P Cottier, X Garbet, F Imbeaux, JET Contributors2016年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Nonlinear gyrokinetic codes allow for detailed understanding of tokamak core turbulent transport. However, their computational demand precludes their use for predictive profile modeling. An alternative approach is required to bridge the gap between theoretical understanding and prediction of experiments. A quasilinear gyrokinetic model, QuaLiKiz (Bourdelle et al 2007 Phys. Plasmas14 112501), is demonstrated to be rapid enough to ease systematic interface with experiments. The derivation and approximation of this approach are reviewed. The quasilinear approximation is proven valid over a wide range of core plasma parameters. Examples of profile prediction using QuaLiKiz coupled to the CRONOS integrated modeling code (Artaud et al 2010 Nucl. Fusion50 043001) are presented. QuaLiKiz is being coupled to other integrated modeling platforms such as ETS and JETTO. QuaLiKiz quasilinear gyrokinetic turbulent heat, particle and angular momentum fluxes are available to all users. It allows for extensive stand-alone interpretative analysis and for first principle based integrated predictive modeling.

日本語訳

非線形ジャイロ運動論コードは、トカマク中心部の乱流輸送の詳細な理解を可能にする。しかし、その計算負荷の高さから、予測的なプロファイルモデリングへの使用は困難である。理論的理解と実験の予測の間のギャップを埋めるためには、代替アプローチが必要である。準線形ジャイロ運動論モデルであるQuaLiKiz(Bourdelleら 2007 Phys. Plasmas 14 112501)は、系統的な実験との連携を容易にするのに十分な高速性を持つことが実証されている。このアプローチの導出と近似について概説する。準線形近似は、広範囲の中心部プラズマパラメータにわたって有効であることが証明されている。QuaLiKizをCRONOS統合モデリングコード(Artaudら 2010 Nucl. Fusion 50 043001)に結合したプロファイル予測の例を示す。QuaLiKizは、ETSやJETTOなどの他の統合モデリングプラットフォームにも結合されつつある。QuaLiKizの準線形ジャイロ運動論的乱流熱・粒子・運動量フラックスは、すべての利用者が利用可能である。これにより、広範なスタンドアロン解釈解析と、第一原理に基づく統合予測モデリングが可能となる。

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Turbulent transport
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