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Non-linear MHD simulation of ELM energy deposition

G.T.A. Huijsmans, A. Loarte2013年被引用 43Nuclear FusionIF 3出版社

The mechanisms of edge-localized mode (ELM) energy deposition are studied by means of non-linear magnetohydrodynamic (MHD) simulation of ELMs. The footprint of the ELM heat flux at the divertor is found to increase approximately linearly with the total ELM energy loss for JET-scale plasmas, which is similar to the experimentally observed broadening of the ELM energy deposition with ELM energy loss. For these relatively large ELMs, in which conductive losses dominate, the divertor footprint broadening is due to an increase in the magnetic perturbation of the ballooning mode with increasing ELM energy loss, which results in a widening of the homoclinic tangles intersecting the target. The first results from ELM simulations in the ITER Q = 10 scenario indicate that on the ITER scale the broadening is similar for conductive and convective ELMs at least up to an ELM energy loss of 4 MJ. For the larger conductive-type ELMs the magnetic perturbation and its homoclinic tangles determine the pattern of the ELM heat flux at the divertor target similar to the JET-scale results. For the smaller convective ELMs, the ELM footprint is determined by the radial distance travelled by plasma filaments expelled by the ELM and the loss of the plasma energy in the filaments along the magnetic field lines.

日本語訳

エッジ局在モード(ELM)のエネルギー堆積のメカニズムは、ELMの非線形電磁流体力学(MHD)シミュレーションによって研究される。ダイバータにおけるELM熱流束のフットプリントは、JET規模のプラズマにおいて、総ELMエネルギー損失とともにほぼ線形に増加することが見出された。これは、ELMエネルギー損失に伴うELMエネルギー堆積の広がりとして実験的に観測されたものと類似している。これらの比較的大きなELM、すなわち伝導損失が支配的なELMでは、ダイバータのフットプリントの広がりは、ELMエネルギー損失の増加に伴うバルーニングモードの磁気摂動の増大によるものであり、その結果、ターゲットと交差するホモクリニックタングルの幅が広がる。ITER Q = 10シナリオにおけるELMシミュレーションの最初の結果は、ITER規模では、少なくともELMエネルギー損失が4 MJまでの範囲で、伝導性ELMと対流性ELMで広がりが類似していることを示している。より大きな伝導型ELMでは、磁気摂動とそのホモクリニックタングルが、JET規模の結果と同様に、ダイバータターゲットにおけるELM熱流束のパターンを決定する。より小さな対流型ELMでは、ELMフットプリントは、ELMによって排出されたプラズマフィラメントが移動する径方向距離と、磁力線に沿ったフィラメント内のプラズマエネルギーの損失によって決定される。

装置

iter低精度(概要文一致)jet低精度(概要文一致)

wiki

MagnetohydrodynamicsEdge localized mode
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