The sensitivity of the growth and nonlinear evolution of fast-ion-driven modes is examined with respect to the choice of particle boundary conditions, diffusion coefficients, fast ion gyroradii and bulk compressibility. The primary purpose of this work is to justify the choice of parameters to be used in the self-consistent long-time simulations of fast ion dynamics using global MHD-kinetic hybrid codes that include fast ion sources and collisions. The present study is conducted for a scenario based on the N-NB-driven JT-60U shot E039672, which is subject to abrupt large events (ALE). We use realistic geometry, a realistic fast ion distribution, and focus on experimentally observed harmonics with low toroidal mode numbers n = 1, 2, 3. The use of realistic boundary conditions and finite Larmor radii for the fast ions is shown to be essential. The usual values used for resistivity, viscosity and thermal diffusivity, and used for the specific heat ratio (controlling the effect of compressibility) are shown to be reasonable choices. Our method for performing the parameter scans around the threshold for the onset of convective amplification is proposed as a strategy for nonlinear benchmark studies.
高速イオン駆動モードの成長と非線形発展に対する、粒子境界条件、拡散係数、高速イオンジャイロ半径、およびバルク圧縮性の選択の影響を調べた。本研究の主な目的は、高速イオン源と衝突を含むグローバルMHD-動力学ハイブリッドコードを用いた、高速イオン動力学の自己無撞着な長時間シミュレーションに使用するパラメータの選択を正当化することである。本研究は、突発的な大規模事象(ALE)が発生するN-NB駆動JT-60UショットE039672に基づくシナリオに対して実施された。現実的な幾何形状と現実的な高速イオン分布関数を用い、実験的に観測された低トロイダルモード数n=1、2、3の高調波に焦点を当てた。現実的な境界条件と有限ジャイロ半径効果を考慮することが不可欠であることが示された。抵抗率、粘性、熱拡散率に用いる通常の値、および圧縮性効果を制御する比熱比に用いる通常の値が妥当であることが示された。非線形ベンチマーク研究の戦略として、対流的増幅の閾値近傍でのパラメータスキャンを実施する方法を提案する。