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Modeling of toroidal momentum transport induced by neoclassical toroidal viscosity torque for ITER scenarios

X.-T. Yan, Y.-W. Sun, L. Li, Y.-Q. Liu, N.-N. Bao, A. Loarte, S. Pinches, B.-N. Wan2023年被引用 1Nuclear FusionIF 3出版社

Neoclassical toroidal viscosity (NTV) torque caused by resonant magnetic perturbation (RMP) and the induced toroidal momentum transport are investigated for International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) scenarios through numerical modeling. The NTV torque is calculated using the NTVTOK code including the bounce-drift resonant effect, and the toroidal rotation evolution is modeled by solving a toroidal momentum transport equation that couples momentum source (NTV torque) and the momentum diffusion effect. The variation of RMP coil phasing (defined as toroidal phase difference between different rows of RMP coils) results in different types of plasma response and hence different features of NTV torque and toroidal momentum transport. The bounce-drift resonant effect enhances NTV torque and induces more significant toroidal rotation variation than simulations that adopt the bounce-averaged NTV model. With the initial rotation of the ITER design, plasma rotation is braked by NTV torque, but it may be sustained at moderate amplitude due to electron contributions to NTV torque. It is also found that initially static or slowly rotating plasma can be accelerated by NTV torque either toward co- or counter- ( indicates plasma current) direction, indicating that NTV torque can be regarded as a momentum source for plasma with low torque injection; for instance, radio-frequency heated plasma.

日本語訳

共鳴磁場摂動(RMP)によって引き起こされる新古典トロイダル粘性(NTV)トルクと、誘起されたトロイダル運動量輸送は、国際熱核融合実験炉(ITER)シナリオについて数値モデリングを通じて調査される。NTVトルクは、バウンス・ドリフト共鳴効果を含むNTVTOKコードを用いて計算され、トロイダル回転の時間発展は、運動量源(NTVトルク)と運動量拡散効果を結合するトロイダル運動量輸送方程式を解くことによってモデル化される。RMPコイルの位相(異なる列のRMPコイル間のトロイダル位相差として定義される)の変化は、異なる種類のプラズマ応答をもたらし、したがってNTVトルクとトロイダル運動量輸送の異なる特徴をもたらす。バウンス・ドリフト共鳴効果はNTVトルクを増強し、バウンス平均NTVモデルを採用するシミュレーションよりも、より顕著なトロイダル回転の変化を引き起こす。ITER設計の初期回転では、プラズマ回転はNTVトルクによって制動されるが、NTVトルクへの電子の寄与により中程度の振幅で維持される可能性がある。また、初期に静止している、またはゆっくり回転しているプラズマは、NTVトルクによってco-またはcounter-( はプラズマ電流を示す)方向のいずれかに加速され得ることが見出された。これは、NTVトルクが低トルク入射のプラズマ、例えば高周波加熱プラズマに対する運動量源とみなされ得ることを示している。

装置

iter高精度(タイトル一致)

wiki

ITERMomentum transportToroidal momentum
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