In this paper, the 1D physics-based dynamic scrape-off-layer (SOL) model DIV1D is extended to include molecular interactions and the effects of finite atomic flow velocity parallel to the magnetic field lines. The addition of molecular interactions, atomic flow, and geometric settings in DIV1D leads to qualitative agreement with stationary 1D profiles obtained by mapping 2D SOLPS-ITER simulations for the parallel heat flux, electron temperature, electron density, plasma flow velocity, atomic density, atomic flow velocity and molecular density. Steady-state simulations of DIV1D show higher levels of particle, momentum and heat losses through collisional-radiative interactions between ions and molecules, compared to ions and atoms, in the divertor. Density ramp simulations show that DIV1D is now capable of dynamically transitioning between different SOLPS-ITER equilibria for MAST-U, capturing behaviour throughout the target particle flux rollover into deeply detached regimes.
本論文では、1次元物理ベースの動的スクレイプオフ層(SOL)モデルDIV1Dを、分子相互作用および磁力線に平行な有限原子流速度の効果を含むように拡張する。DIV1Dへの分子相互作用、原子流、および幾何学的設定の追加により、平行熱流束、電子温度、電子密度、プラズマ流速、原子密度、原子流速、および分子密度について、2次元SOLPS-ITERシミュレーションをマッピングすることによって得られた定常1次元プロファイルと定性的に一致する。DIV1Dの定常状態シミュレーションは、ダイバータ内において、イオンと原子との間の相互作用と比較して、イオンと分子との間の衝突放射相互作用による粒子、運動量、および熱損失のより高いレベルを示す。密度ランプシミュレーションは、DIV1DがMAST-Uの異なるSOLPS-ITER平衡状態間を動的に遷移することができ、ターゲット粒子束ロールオーバーから深くデタッチした領域に至るまでの挙動を捕捉することを示している。