Global gyrokinetic simulations of electrostatic microturbulent transport for discharge # 166256 of the Large Helical Device stellarator in the presence of boron impurity show the co-existence of the ion temperature gradient (ITG) turbulence and trapped electron mode (TEM) turbulence before and during boron powder injection. ITG turbulence dominates in the core, whereas TEM dominates near the edge, consistent with the experimental observations. Linear TEM frequency increases from kHz to kHz during boron injection, and ITG frequency decreases from kHz to kHz, consistent with the experiments. The poloidal wave number spectrum is broad for both ITG (0–0.5 mm−1) and TEM (0–0.25 mm−1). The nonlinear simulations with boron impurity show a reduction in the heat conductivity compared to the case without boron. The comparison of the nonlinear transport before and during boron injection shows that the ion heat transport is substantially reduced in the region where the TEM is dominant. However, the average electron heat transport throughout the radial domain and the average ion heat transport in the region where the ITG is dominant are similar. The simulations with boron show the effective heat conductivity values qualitatively agree with the estimate obtained from the experiment.
大型ヘリカル装置ステラレータの放電 # 166256 における、ホウ素不純物存在下での静電微視的乱流輸送のグローバルジャイロ運動論的シミュレーションは、ホウ素粉末注入前および注入中におけるイオン温度勾配 (ITG) 乱流と捕捉電子モード (TEM) 乱流の共存を示している。ITG乱流はコア領域で優勢であり、一方TEMはエッジ近傍で優勢であり、これは実験観測と一致している。線形TEM周波数はホウ素注入中に kHz から kHz へ増加し、ITG周波数は kHz から kHz へ減少し、これは実験と一致している。ポロイダル波数スペクトルは、ITG (0–0.5 mm−1) と TEM (0–0.25 mm−1) の両方に対して広い。ホウ素不純物を含む非線形シミュレーションは、ホウ素を含まない場合と比較して熱伝導率の低減を示す。ホウ素注入前と注入中の非線形輸送の比較は、TEMが優勢な領域においてイオン熱輸送が大幅に低減されることを示している。しかしながら、動径領域全体にわたる平均電子熱輸送と、ITGが優勢な領域における平均イオン熱輸送は同様である。ホウ素を含むシミュレーションは、有効熱伝導率の値が実験から得られた推定値と定性的に一致することを示している。