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Core intrinsic rotation behaviour in ASDEX Upgrade ohmic L-mode plasmas

R.M. McDermott, C. Angioni, G.D. Conway, R. Dux, E. Fable, R. Fischer, T. Pütterich, F. Ryter, E. Viezzer, the ASDEX Upgrade Team2014年被引用 60Nuclear FusionIF 3出版社

The ASDEX Upgrade intrinsic rotation database has been expanded to include a large number of measurements from ohmic L-mode discharges covering a wide range of plasma densities, currents and magnetic fields. This database was then used to study the rotation behaviour across the transition from linear to saturated ohmic confinement (LOC/SOC). At low collisionality the plasma is in the LOC regime and the toroidal rotation profile is in the co-current direction. As the collisionality is increased and the plasma transitions from LOC to SOC, the core rotation decreases resulting in a hollow, counter-current profile. Even deeper in the SOC regime, however, a second reversal back towards the co-current direction occurs. Linear gyrokinetic calculations indicate that these reversals cannot be explained by a transition from a trapped electron mode (TEM) to an ion temperature gradient (ITG) dominated regime. Rather, the analysis indicates that the intrinsic normalized rotation gradient, u', depends strongly on local plasma parameters, in particular on . Taken together with turbulent particle transport theory, these results suggest that the co- to counter-current directed rotation reversal occurs in the TEM regime due to profile changes and not due to transition from TEM to ITG. The second reversal back to the co-current direction is explained by the reduction of observed in ITG dominated plasmas. Lastly, a simple linear model for the residual stress assuming a fixed poloidal tilt angle of the turbulent eddies was applied to the database. This model is able to capture the main parameter dependencies observed in the data and demonstrates that at least two processes contributing to the poloidal tilt of the turbulent eddies are needed to reproduce the experimentally observed u' values: one proportional to the sign of the turbulence propagation and the second independent of ωr.

日本語訳

ASDEX Upgradeの固有回転データベースは、広範囲のプラズマ密度、電流、磁場をカバーするオーミックLモード放電からの多数の測定値を含むように拡張された。このデータベースはその後、線形から飽和オーミック閉じ込め(LOC)への遷移にわたる回転挙動を研究するために使用された。低衝突度では、プラズマはLOC状態にあり、トロイダル回転プロファイルは電流方向である。衝突度が増加し、プラズマがLOCからSOCへ遷移すると、コア回転は減少し、中空の反電流方向プロファイルが生じる。しかし、SOC状態のさらに深部では、電流方向への第二の反転が発生する。線形ジャイロ運動論計算は、これらの反転が捕捉電子モード(TEM)からイオン温度勾配(ITG)支配状態への遷移によって説明できないことを示している。むしろ、解析は、固有正規化回転勾配u'が局所プラズマパラメータ、特に[原文のまま]に強く依存することを示している。乱流粒子輸送理論と組み合わせると、これらの結果は、電流方向から反電流方向への回転反転が、TEMからITGへの遷移によるものではなく、プロファイル変化によってTEM状態で発生することを示唆している。電流方向への第二の反転は、ITG支配プラズマで観測される[原文のまま]の減少によって説明される。最後に、乱流渦の固定ポロイダル傾斜角を仮定した残差応力の単純な線形モデルがデータベースに適用された。このモデルは、データで観測された主なパラメータ依存性を捉えることができ、実験的に観測されたu'値を再現するには、乱流伝播の符号に比例する成分とωrに依存しない成分の少なくとも2つのプロセスが乱流渦のポロイダル傾斜に寄与する必要があることを実証している。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

ASDEXASDEX UpgradeOhmic heatingL-modeIntrinsic rotation
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