A new simulation model for tokamak boundary plasma, SOLT3D, is implemented in the BOUT++ framework (Dudson et al 2009 Comput. Phys. Commun.180 1467). The simulation model includes a set of dynamic equations describing collisional boundary plasma and neutral gas in the tokamak scrape-off layer and divertor region. The model is verified against standard linear plasma instabilities and available nonlinear results. For L-mode like conditions, SOLT3D reproduces characteristics of boundary plasma turbulent fluctuations that are similar to published experimental data, in terms of the amplitude and spatial dependence of the fluctuations. It also reproduces realistic plasma fluxes on material surfaces and expected Bohm-like effective radial transport. Plasma fluctuations inferred from the simulations imply inevitably a significant level of intrinsic 'noise' for axisymmetric tokamak plasma transport modeling, introducing errors on the order of unity. In particular, the toroidally averaged atomic rates below 5–10 eV are strongly modified by turbulent plasma fluctuations, which should significantly affect the standard axisymmetric modeling of the tokamak edge plasma and divertor.
トカマク境界プラズマのための新しいシミュレーションモデルであるSOLT3Dは、BOUT++フレームワーク(Dudson et al 2009 Comput. Phys. Commun.180 1467)に実装された。このシミュレーションモデルは、トカマクのスクレイプオフ層およびダイバータ領域における衝突性境界プラズマと中性ガスを記述する一連の動的方程式を含む。モデルは、標準的な線形プラズマ不安定性と利用可能な非線形結果に対して検証される。Lモード類似条件では、SOLT3Dは、変動の振幅と空間依存性に関して、公表された実験データと類似する境界プラズマ乱流変動の特性を再現する。また、材料表面への現実的なプラズマ束と、期待されるボーム的な有効径方向輸送を再現する。シミュレーションから推測されるプラ