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Numerical evaluation of heat flux and surface temperature on a misaligned JET divertor W lamella during ELMs

R. Dejarnac, A. Podolnik, M. Komm, G. Arnoux, J.W. Coenen, S. Devaux, L. Frassinetti, J.P. Gunn, G.F. Matthews, R.A. Pitts2014年被引用 26Nuclear FusionIF 3出版社

A series of experiments has been performed on JET to investigate the dynamics of transient melting due to edge localized modes (ELMs). The experiment employs a deliberately misaligned lamella in one module of the JET bulk tungsten outer divertor, allowing the combination of stationary power flux and ELMs to transiently melt the misaligned edge. During the design of the experiment a number of calculations were performed using 2D particle-in-cell simulations and a heat transfer code to investigate the influence on the deposited power flux of finite Larmor radius effects associated with the energetic ELM ions. This has been performed using parameter scans inside a range of pedestal temperatures and densities to scope different experimentally expected ELM energies. On the one hand, we observe optimistic results, with smoothing of the heat flux due to the Larmor gyration on the protruding side of the lamella which sees the direct parallel flux—the deposited power tends to be lower than the nominal value expected from geometric magnetic field line impact over a distance smaller than 2 Larmor radii, a finding which is always valid during ELMs for such a geometry. On the other hand, the fraction of the flux not reaching the directly wetted side is transferred and spread to the top surface of the lamella. The hottest point of the lamella (corner side/top) does not always benefit from the gain from the Larmor smoothing effect because of an enhanced power deposition from the second contribution.

日本語訳

周辺局在モード(ELMs)による過渡溶融のダイナミクスを調査するために、JETにおいて一連の実験が実施された。この実験では、JETのバルクタングステン外側ダイバータの1つのモジュール内に意図的に位置ずれさせたラメラを用いており、定常パワー束とELMsの組み合わせが位置ずれした端部を過渡的に溶融させることを可能にしている。実験の設計中に、高エネルギーELMイオンに関連する有限ラーマー半径効果が堆積パワー束に及ぼす影響を調査するために、2次元粒子インセルシミュレーションと熱伝達コードを用いて多くの計算が実施された。これは、実験的に予想される様々なELMエネルギーを評価するために、ペデスタル温度と密度の範囲内でのパラメータスキャンを用いて実施された。一方で、我々は楽観的な結果を観察する。すなわち、直接平行束にさらされるラメラの突出側では、ラーマー旋回による熱流束の平滑化が見られ、堆積パワーは、2ラーマー半径より小さい距離にわたる幾何学的磁力線入射から予想される公称値よりも低くなる傾向がある。これは、そのような幾何学形状ではELM中常に有効な知見である。他方で、直接濡れる側に到達しないフラックスの割合は、ラメラの上面に移され、広がる。ラメラの最高温点(コーナー側/上面)は、第二の寄与による増強されたパワー堆積のために、ラーマー平滑化効果による利得の恩恵を常に受けるわけではない。

装置

jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETDivertorEdge localized mode
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