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Use of reconstructed 3D VMEC equilibria to match effects of toroidally rotating discharges in DIII-D

A. Wingen, R.S. Wilcox, M.R. Cianciosa, S.K. Seal, E.A. Unterberg, J.M. Hanson, S.P. Hirshman, L.L. Lao, N.C. Logan, C. Paz-Soldan2017年被引用 11Nuclear FusionIF 3出版社

A technique for tokamak equilibrium reconstructions is used for multiple DIII-D discharges, including L-mode and H-mode cases when weakly 3D fields are applied. The technique couples diagnostics to the non-linear, ideal MHD equilibrium solver VMEC, using the V3FIT code, to find the most likely 3D equilibrium based on a suite of measurements. It is demonstrated that V3FIT can be used to find non-linear 3D equilibria that are consistent with experimental measurements of the plasma response to very weak 3D perturbations, as well as with 2D profile measurements. Observations at DIII-D show that plasma rotation larger than 20 krad s−1 changes the relative phase between the applied 3D fields and the measured plasma response. Discharges with low averaged rotation (10 krad s−1) and peaked rotation profiles (40 krad s−1) are reconstructed. Similarities and differences to forward modeled VMEC equilibria, which do not include rotational effects, are shown. Toroidal phase shifts of up to are found between the measured and forward modeled plasma responses at the highest values of rotation. The plasma response phases of reconstructed equilibra on the other hand match the measured ones. This is the first time V3FIT has been used to reconstruct weakly 3D tokamak equilibria.

日本語訳

トカマク平衡再構成のための手法が、弱い3次元場が印加された場合の複数のDIII-D放電(LモードおよびHモードのケースを含む)に適用される。この手法は、V3FITコードを用いて非線形理想MHD平衡ソルバーVMECに診断を結合し、一連の測定に基づいて最も可能性の高い3次元平衡を求めるものである。V3FITが、非常に弱い3次元摂動に対するプラズマ応答の実験測定と、2次元プロファイル測定の両方と整合する非線形3次元平衡を見出すために使用できることが実証されている。DIII-Dでの観測により、20 krad s−1を超えるプラズマ回転が、印加された3次元場と測定されたプラズマ応答の間の相対位相を変化させることが示されている。低い平均回転(10 krad s−1)およびピーク状の回転プロファイル(40 krad s−1)を有する放電が再構成される。回転効果を含まない前方モデリングによるVMEC平衡との類似点および相違点が示されている。最高の回転値において、測定されたプラズマ応答と前方モデリングによるプラズマ応答の間で最大 のトロイダル位相シフトが見出される。一方、再構成された平衡のプラズマ応答位相は測定値と一致する。V3FITが弱い3次元トカマク平衡の再構成に使用されたのはこれが初めてである。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

DIII-D
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