The scattering of lower hybrid (LH) waves due to scrape-off layer filaments is investigated. It is revealed that scattering can account for the LH spectral gap without any ad hoc modification to the wave-spectrum. This is shown using a multiscale simulation approach which allows, for the first time, the inclusion of full-wave scattering physics in ray-tracing/Fokker–Planck calculations. In this approach, full-wave scattering probabilities are calculated for a wave interacting with a statistical ensemble of filaments. These probabilities are coupled to ray-tracing equations using radiative transfer theory. This allows the modeling of scattering along the entire ray-trajectory, which can be important in the multi-pass regime. Simulations are conducted for LH current drive (LHCD) in Alcator C-Mod, resulting in excellent agreement with experimental current and hard x-ray profiles. A region in filament parameter space is identified in which the impact of scattering on LHCD is saturated. Such a state coincides with experimental LHCD measurements, suggesting saturation indeed occurs in C-Mod, and therefore the exact statistical properties of the filaments are not important.
スクレイプオフ層フィラメントによる低域混成(LH)波の散乱を調べた。散乱は、波動スペクトルへのアドホックな修正を一切加えることなく、LHスペクトルギャップを説明できることが明らかにされた。これは、光線追跡/フォッカー–プランク計算への全波散乱物理の組み込みを初めて可能にするマルチスケールシミュレーション手法を用いて示される。この手法では、全波散乱確率が、フィラメントの統計的アンサンブルと相互作用する波動について計算される。これらの確率は、放射輸送理論を用いて光線追跡方程式に結合される。これにより、光線軌道全体に沿った散乱のモデル化が可能になり、これはマルチパス領域において重要となり得る。Alcator C-ModにおけるLH電流駆動(LHCD)についてシミュレーションを実施し、実験による電流および硬X線プロファイルと優れた一致が得られた。LHCDに対する散乱の影響が飽和するフィラメントパラメータ空間内の領域が特定された。そのような状態は実験のLHCD測定結果と一致し、C-Modにおいて実際に飽和が生じていること、したがってフィラメントの正確な統計的性質は重要ではないことが示唆される。