This paper investigates the predictive capabilities of TGYRO and TGLF models in assessing the performance of negative triangularity (NT) plasmas compared to positive triangularity (PT) plasmas in fusion devices. TGYRO predicts kinetic profiles, while TGLF analyzes turbulent transport. The study reveals that TGYRO reasonably predicts NT profiles similar to PT, although it overpredicts the high-power scenarios where there is increased experimental MHD activity. TGLF analysis finds reduced linear growth rates in NT and altered flux spectra relative to PT. Additionally, the TGLF SAT0 saturation model is observed to predict high-k transport and a reduction of particle transport with the electron temperature gradient. These findings are further corroborated by core-pedestal modeling using the Stability Transport Equilibrium Pedestal workflow, showing stronger confinement improvements in NT, particularly at higher power densities for the SAT0 saturation model. The study underscores the importance of accurately capturing turbulence saturation mechanisms for NT in order to project its performance accurately in fusion reactors.
本論文は、核融合装置における負三角形度(NT)プラズマと正三角形度(PT)プラズマの性能評価におけるTGYROおよびTGLFモデルの予測能力を調査する。TGYROは運動論的プロファイルを予測し、TGLFは乱流輸送を解析する。研究により、TGYROはPTと類似したNTプロファイルを合理的に予測するが、実験的なMHD活動が増加する高パワーシナリオでは過大予測することが明らかになった。TGLF解析では、NTにおいて線形成長率が低下し、PTと比較してフラックススペクトルが変化することが見出された。さらに、TGLF SAT0飽和モデルは、高k輸送と電子温度勾配に伴う粒子輸送の低減を予測することが観察された。これらの知見は、Stability Transport Equilibrium Pedestalワークフローを用いたコア-ペデスタルモデリングによってさらに裏付けられ、特に高いパワー密度においてSAT0飽和モデルに対してNTでより強い閉じ込め改善を示した。本研究は、核融合炉におけるNTの性能を正確に外挿するために、乱流飽和メカニズムを正確に捕捉することの重要性を強調する。