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Gyrokinetic simulations compared with magnetic fluctuations diagnosed with a Faraday-effect radial interferometer-polarimeter in the DIII-D pedestal

M.T. Curie, D.R. Hatch, M. Halfmoon, J. Chen, D.L. Brower, E. Hassan, M. Kotschenreuther, S.M. Mahajan, R.J. Groebner, DIII-D team2022年被引用 4Nuclear FusionIF 3出版社

Experimental data on electromagnetic fluctuations in DIII-D, made available by the Faraday-effect radial interferometer-polarimeter (RIP) diagnostic Chen (2016 Rev. Sci. Instrum.87 11E108), is examined in comparison with detailed gyrokinetic simulations using gyrokinetic electromagnetic numerical experiment (GENE). The diagnostic has the unique capability of making internal measurements of fluctuating magnetic fields . Local linear simulations identify microtearing modes (MTMs) over a substantial range of toroidal mode numbers (peaking at n = 15) with frequencies in good agreement with the experimental data. Local nonlinear simulations reinforce this result by producing a magnetic frequency spectrum in good agreement with that diagnosed by RIP. Simulated heat fluxes are in the range of experimental expectations. However, magnetic fluctuation amplitudes are substantially lower than the experimental expectations. Possible sources of this discrepancy are discussed, notably the fact that the diagnostics are localized at the mid-plane—the poloidal location where the simulations predict the fluctuation amplitudes to be smallest. Despite some discrepancies, several connections between simulations and experiments, combined with general criteria discriminating between potential pedestal instabilities, strongly point to MTMs as the source of the observed magnetic fluctuations.

日本語訳

DIII-Dにおける電磁的揺動に関する実験データは、Chen(2016 Rev. Sci. Instrum. 87 11E803)によって提供されたファラデー効果を用いた動径干渉偏光計(RIP)診断装置により取得され、ジャイロ運動論的電磁流体シミュレーションコード(GENE)を用いた詳細なジャイロ運動論的シミュレーションと比較検討された。この診断装置は、変動磁場の内部計測を行う独自の能力を有している。局所線形シミュレーションにより、トロイダルモード数がn = 15でピークを持つ広範囲にわたるマイクロティアリングモード(MTM)が同定され、その周波数は実験データと良好な一致を示した。局所非線形シミュレーションは、RIPによって診断されたものと良好に一致する磁場周波数スペクトルを生成することにより、この結果を補強した。シミュレーションによる熱流束は実験の期待値の範囲内にある。しかしながら、磁場揺動振幅は実験値よりも大幅に低い。この不一致の考えられる原因について考察が行われ、特に診断装置が中平面に位置していること—シミュレーションが磁場揺動振幅の最小値を予測するポロイダル位置—に注目している。いくつかの不一致はあるものの、シミュレーションと実験の間の複数の関連性は、潜在的なペデスタル不安定性を識別する一般的な基準と組み合わせることで、観測された磁場揺動の源としてMTMを強く示唆している。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

DIII-DGyrokineticPedestalInterferometerMagnetic fluctuations
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