The complete linearized Fokker–Planck collision operator has been implemented in the drift-kinetic code NEO (Belli and Candy 2008 Plasma Phys. Control. Fusion50 095010) for the calculation of neoclassical transport coefficients and flows. A key aspect of this work is the development of a fast numerical algorithm for treatment of the field particle operator. This Eulerian algorithm can accurately treat the disparate velocity scales that arise in the case of multi-species plasmas. Specifically, a Legendre series expansion in ξ (the cosine of the pitch angle) is combined with a novel Laguerre spectral method in energy to ameliorate the rapid numerical precision loss that occurs for traditional Laguerre spectral methods. We demonstrate the superiority of this approach to alternative spectral and finite-element schemes. The physical accuracy and limitations of more commonly used model collision operators, such as the Connor and Hirshman–Sigmar operators, are studied, and the effects on neoclassical impurity poloidal flows and neoclassical transport for experimental parameters are explored.
完全な線形化Fokker–Planck衝突演算子が、ドリフト運動論コードNEO（Belli and Candy 2008 Plasma Phys. Control. Fusion 50 010502）に実装され、新古典輸送係数とフローが計算された。この研究の重要な側面は、場の粒子演算子を扱うための高速数値アルゴリズムの開発である。このEulerアルゴリズムは、多種プラズマの場合に生じる異なる速度スケールを正確に扱うことができる。具体的には、ξ（ピッチ角の余弦）におけるLegendre級数展開と、エネルギーにおける新規のLaguerreスペクトル法を組み合わせることで、従来のLaguerreスペクトル法で生じる急速な数値精度の低下を改善する。我々は、この手法が代替のスペクトル法や有限要素法よりも優れていることを実証する。より一般的に使用されるモデル衝突演算子（ConnorやHirshman–Sigmar演算子など）の物理的精度と限界が研究され、実験パラメータに対する新古典不純物ポロイダルフローと新古典輸送への影響が探求された。