The present study investigates the effect of pellet deposition position on Li pellet-triggering edge localized modes (ELMs) in the EAST tokamak using a BOUT++ three-field MHD model with impurity effects considered. The present simulations focus primarily on Li pellet injection from the outer mid-plane, in which the ablated material is deposited either on the pedestal top (PT) or within the steep gradient region (SR). Under the present modified model, the deposition within the SR is found to be more favorable for ELM triggering than the deposition on the PT. With the same ratio of the modified to unperturbed pressure at the peak deposition position, the SR deposition leads to earlier ELM onset and larger ELM sizes. These results are generally in agreement with previous studies (Li et al 2024 Nucl. Fusion64 086061), but are more physically reasonable. Additional simulations of injection from 40 cm above the mid-plane on the low-field side (L-Z40) are also carried out to test whether the drawn conclusion qualitatively is valid at other poloidal injection angles. Although geometric effects weaken the overall enhancement in pressure profile and delay ELM onset to some degree, the L-Z40 cases also show that the SR deposition is relatively more effective than the PT deposition. The present study indicates that pellet deposition position and impurity physics play a non-negligible role in ELM triggering, and also shows that the SR is a good deposition position for low-Z impurity pellets pacing ELMs in future devices.
本研究は、不純物効果を考慮したBOUT++三場MHDモデルを用いて、EASTトカマクにおけるLiペレットトリガー周辺局在モード(ELM)に及ぼすペレット堆積位置の影響を調査するものである。本シミュレーションは主に、外側中平面からのLiペレット注入に焦点を当てており、そこではアブレーションされた物質がペデスタル上部(PT)または急峻勾配領域(SR)内のいずれかに堆積する。本修正モデルの下では、SR内への堆積はPT上への堆積よりもELMトリガーに有利であることが見いだされた。ピーク堆積位置における修正された圧力と非摂動圧力の比が同じ場合、SR堆積はELMの発生を早め、ELMサイズを大きくする。これらの結果は、先行研究(Li et al 2024 Nucl. Fusion64 086061)と概ね一致するが、より物理的に妥当である。低磁場側の中平面から40 cm上方からの注入(L-Z40)の追加シミュレーションも、導かれた結論が他のポロイダル注入角度でも定性的に有効であるかを検証するために実施された。幾何学的効果は圧力分布の全体的な増強を弱め、ELM発生をある程度遅らせるが、L-Z40の場合でもSR堆積はPT堆積よりも相対的に効果的であることが示された。本研究は、ペレット堆積位置と不純物物理がELMトリガーにおいて無視できない役割を果たすことを示し、またSRが将来の装置における低Z不純物ペレットによるELMペーシングにとって良好な堆積位置であることを示している。