Predictive transport modelling and gyrokinetic stability analyses of demonstration hybrid (HYBRID) and advanced tokamak (AT) discharges from the International Tokamak Physics Activity (ITPA) profile database are presented. Both regimes have exhibited enhanced core confinement (above the conventional ITER reference H-mode scenario) but differ in their current density profiles. Recent contributions to the ITPA database have facilitated an effort to study the underlying physics governing confinement in these advanced scenarios. In this paper, we assess the level of commonality of the turbulent transport physics and the relative roles of the transport suppression mechanisms (i.e. E × B shear and Shafranov shift (α) stabilization) using data for select HYBRID and AT discharges from the DIII-D, JET and AUG tokamaks. GLF23 transport modelling and gyrokinetic stability analysis indicate that E × B shear and Shafranov shift stabilization play essential roles in producing the improved core confinement in both HYBRID and AT discharges. Shafranov shift stabilization is found to be more important in AT discharges than in HYBRID discharges. We have also examined the competition between the stabilizing effects of E × B shear and Shafranov shift stabilization and the destabilizing effects of higher safety factors and parallel velocity shear. Linear and nonlinear gyrokinetic simulations of idealized low and high safety factor cases reveal some interesting consequences. A low safety factor (i.e. HYBRID relevant) is directly beneficial in reducing the transport, and E × B shear stabilization can dominate parallel velocity shear destabilization allowing the turbulence to be quenched. However, at low-q/high current, Shafranov shift stabilization plays less of a role. Higher safety factors (as found in AT discharges), on the other hand, have larger amounts of Shafranov shift stabilization, but parallel velocity shear destabilization can prevent E × B shear quenching of the turbulent transport, and only E × B suppression is achieved.
予測輸送モデリングと、国際トカマク物理活動（ITPA）データベースからの実証ハイブリッド（HYBRID）および先進トカマク（AT）放電のジャイロ運動論的安定性解析を提示する。両レジームは、従来のITER基準Hモードシナリオを上回る閉じ込めの向上（コア領域での強化）を示しているが、電流密度分布は異なる。ITPAデータベースへの最近の貢献により、これらの先進シナリオにおける閉じ込めを支配する物理の研究が促進された。本論文では、DIII-D、JET、AUGトカマクからの代表的なHYBRIDおよびAT放電を用いて、乱流輸送の物理的共通性と、輸送抑制機構（すなわちE×BシアとShafranovシフト（α）安定化）の相対的役割を評価する。GLF23輸送モデリングとジャイロ運動論的安定性解析は、E×BシアとShafranovシフト安定化の両方が、HYBRIDおよびAT放電の両方におけるコア閉じ込め向上に本質的な役割を果たすことを示している。Shafranovシフト安定化は、HYBRID放電よりもAT放電においてより重要であることが判明した。また、E×BシアとShafranovシフト安定化の安定化効果と、より高い安全係数および平行速度シアの不安定化効果との間の競合も検討した。理想化された低安全係数および高安全係数の場合の線形および非線形ジャイロ運動論シミュレーションは、いくつかの興味深い結果を明らかにする。低安全係数（すなわちHYBRID関連）は輸送低減に直接有益であり、E×Bシア安定化が平行速度シアの不安定化に打ち勝つことができ、乱流の抑制（クエンチング）を可能にする。しかし、低q・高電流では、Shafranovシフト安定化の役割は小さくなる。一方、高安全係数（AT放電で見られる）では、Shafranovシフト安定化の寄与は大きくなるが、平行速度シアの不安定化がE×Bシアによる乱流輸送のクエンチングを妨げる可能性があり、E×B抑制のみが達成される。