The goal of this work is to develop a simulator for the TCV tokamak that self-consistently includes transport and equilibrium while taking the plant control systems into account. To achieve this, we adapted the Fenix flight simulator that was originally developed for ASDEX Upgrade for use on TCV. The MEQ-FGE free boundary equilibrium code that is widely used for TCV analysis as well as the TCV magnetic controller were coupled to this framework. In addition, a reduced transport model drawing inspiration from earlier RAPTOR modelling for TCV was implemented. Applying this simulator to discharges in the TCV database shows a good agreement of both kinetic and magnetic results with experimental measurements. In particular, it is illustrated how the shape controller is expected to stabilise discharges and it is found that details of the kinetic profiles can be important for the shape and the stability of the equilibrium. This work paves the way to using Fenix for discharge preparation and validation as well as controller development and validation for TCV.
この研究の目的は、プラント制御系を考慮しながら輸送と平衡を自己無撞着に含む、TCVトカマク用のシミュレータを開発することである。これを達成するために、元々ASDEX Upgrade用に開発されたFenixフライトシミュレータをTCVで使用できるよう適合させた。TCV解析で広く使用されているMEQ-FGE自由境界平衡コードと、TCV磁気制御器をこのフレームワークに結合した。さらに、以前のRAPTORモデリングから着想を得た低次元輸送モデルを実装した。このシミュレータをTCVデータベースの放電に適用すると、運動論的および磁気的な結果の両方が実験測定と良く一致することが示された。特に、形状制御器が放電を安定化させると期待される様子が示され、運動論的プロファイルの詳細が平衡の形状と安定性にとって重要であり得ることが見いだされた。この研究は、TCVの放電準備と検証、ならびに制御器の開発と検証にFenixを使用する道を開くものである。