Line-integrated density fluctuation measurements from the core of the optimised stellarator Wendelstein 7-X (W7-X) are studied in the context of magnetic field geometry changes. The amplitude as well as the spectral distribution of fluctuations is affected by varying the magnetic field configuration. Weaker turbulent fluctuations are observed in configurations with higher rotational transform and lower magnetic mirror depth. Simulations with the gyrokinetic codes stella and GENE-3D are used to investigate the role of magnetic geometry for the experimental observations. The stabilising effect of the high rational transform configuration is reproduced by simulations and can be associated with stronger shaping of the magnetic field. This leads to increased finite Larmor radius and local shear effects, which limit the toroidal extent of ion temperature gradient (ITG) modes. For W7-X configurations with higher magnetic mirror depth, gyrokinetic theory and simulations predict weaker fluctuations, since they are closer to having the maximum-J property, which has a stabilising effect on trapped-electron mode and ITG. The opposite trend is observed experimentally, which can therefore not be explained by geometry effects on turbulence alone.
最適化ステラレーターWendelstein 7-X (W7-X)の中心部からの線積分密度揺動測定が、磁場形状の変化の文脈で研究される。揺動の振幅およびスペクトル分布は、磁場配位を変えることによって影響を受ける。より高い回転変換とより低い磁気ミラー深さを持つ配位では、より弱い乱流揺動が観測される。ジャイロ運動論コードstellaおよびGENE-3Dを用いたシミュレーションは、実験的観測に対する磁場形状の役割を調べるために使用される。有理回転変換が高い配位の安定化効果はシミュレーションによって再現され、磁場のより強い成形と関連付けることができる。これは、有限ラーモア半径効果と局所シア効果の増大をもたらし、それらはイオン温度勾配(ITG)モードのトロイダル方向の広がりを制限する。より高い磁気ミラー深さを持つW7-X配位については、ジャイロ運動論とシミュレーションはより弱い揺動を予測する。なぜなら、それらはmaximum-J特性により近く、その特性はトラップ電子モードとITGに対して安定化効果を持つからである。逆の傾向が実験的に観測され、したがってこれは乱流に対する幾何学的効果のみでは説明できない。