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Studies of Reynolds stress and the turbulent generation of edge poloidal flows on the HL-2A tokamak

T. Long, P.H. Diamond, M. Xu, R. Ke, L. Nie, B. Li, Z.H. Wang, J.Q. Xu, X.R. Duan, HL-2A Team2019年被引用 8Nuclear FusionIF 3出版社

Several new results on the physics linking edge poloidal flows to turbulent momentum transport are reported. These are based on experiments on the HL-2A tokamak. Significant deviation from the neoclassical prediction for mean poloidal flow in Ohmic and electron cyclotron resonance heating (ECRH) heated L-mode discharges is derived from direct measurement of the turbulent Reynolds stress. The deviation increases prominently with ECRH power. The turbulent poloidal viscosity is synthesized from fluctuation data, and is found to be comparable to the turbulent particle diffusivity. The intrinsic poloidal torque characterized by the divergence of the non-diffusive residual stress is deduced from synthesis for the first time in a tokamak plasma. Experimental evidence which demonstrates the dynamics of spectral symmetry breaking in drift wave turbulence is in good agreement with the development of the poloidal torque. Taken together, these results elucidate the connections between power injection, turbulence development, pressure gradient and residual stress from symmetry breaking.

日本語訳

周辺ポロイダル流と乱流運動量輸送を結びつける物理に関するいくつかの新しい結果を報告する。これらはHL-2Aトカマクでの実験に基づいている。オーミック加熱および電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)加熱Lモード放電における平均ポロイダル流の新古典理論予測からの有意な偏差が、乱流レイノルズ応力の直接測定から導出された。その偏差はECRHパワーとともに顕著に増大する。乱流ポロイダル粘性は揺動データから合成され、乱流粒子拡散係数に匹敵することが見出された。非拡散的残留応力の発散によって特徴づけられる固有ポロイダルトルクは、トカマクプラズマにおいて初めて合成から推定された。ドリフト波乱流におけるスペクトル対称性の破れのダイナミクスを示す実験的証拠は、ポロイダルトルクの発達とよく一致する。これらを総合すると、これらの結果は、パワー入射、乱流発展、圧力勾配、および対称性の破れによる残留応力の間の関連性を解明するものである。

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HL-2A
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