A synthetic reflectometer based on the 2D finite-difference time-domain full-wave code REFMUL is applied to data from 3D numerical simulations of edge and scrape-off layer plasma turbulence obtained with the GEMR code. Full-wave simulations are performed using the conventional reflectometry set-up with O-mode waves, fixed frequency probing and an equivalent I/Q detection scheme. Results show a significant spectral broadening of the synthetic reflectometry complex amplitude A(t)eiφ(t) with increasing probing frequency. The reflectometry response displays phase jumps which are due to the self-consistent evolution of turbulent density structures. The range ∼3%–6% of moderate turbulence amplitude is studied here, in the transition from the linear to nonlinear regimes of conventional reflectometry. While a phase jump removal algorithm is applied, spectral broadening of the phase with increasing probing frequency is nevertheless observed. Linear scaling of phase fluctuations with is also retrieved. REFMUL simulations with turbulence data rendered on both the GEMR field aligned coordinates (drift planes, neglecting circular magnetic flux surfaces) and on polar geometry (poloidal planes, taking into account plasma curvature) are carried out revealing similar trends on both coordinate systems. However, phase fluctuations obtained from poloidal planes display higher root mean square values, compared to drift planes. This could be expected from an increased sensitivity of the reflectometer to higher wavenumbers, due to plasma curvature effects.
2次元有限差分時間領域全波コードREFMULに基づく合成反射計を、GEMRコードによるエッジおよびスクレイプオフ層プラズマ乱流の3次元数値シミュレーションデータに適用した。全波シミュレーションは、Oモード波、固定周波数、等価I/Q検出方式を用いた従来の反射計構成で実施した。結果は、プローブ周波数の増加に伴い、合成反射計の複素振幅A(t)eiφ(t)に有意なスペクトル幅の拡がりが生じることを示している。反射計応答には、乱流密度構造の自己無撞着な発展に起因する位相ジャンプが現れる。ここでは、従来型反射計の線形から非線形領域への遷移に対応する、中程度の乱流振幅(約3%~6%)の範囲を検討した。位相ジャンプ除去アルゴリズムを適用した後も、プローブ周波数の増加に伴う位相のスペクトル幅の拡がりが観測された。また、位相ゆらぎの線形スケーリングも再現された。GEMRの磁場整合座標(ドリフト面、円形磁気面を無視)と極座標幾何(ポロイダル面、プラズマ曲率を考慮)の両方でレンダリングされた乱流データを用いたREFMULシミュレーションを実施し、両座標系で同様の傾向が得られた。しかし、ポロイダル面から得られた位相ゆらぎは、ドリフト面と比較してより高い二乗平均平方根値を示した。これは、プラズマ曲率効果により、反射計の高波数成分に対する感度が向上したためと考えられる。