A full-F, isothermal, electromagnetic, gyro-fluid model is used to simulate plasma turbulence in a COMPASS-sized, diverted tokamak. A parameter scan covering three orders of magnitude of plasma resistivity and two values for the ion to electron temperature ratio with otherwise fixed parameters is setup and analysed. Two transport regimes for high and low plasma resistivities are revealed. Beyond a critical resistivity the mass and energy confinement reduces with increasing resistivity. Further, for high plasma resistivity the direction of parallel acceleration is swapped compared to low resistivity.Three-dimensional visualisations using ray tracing techniques are displayed and discussed. The field-alignment of turbulent fluctuations in density and parallel current becomes evident. Relative density fluctuation amplitudes increase from below 1% in the core to 15% in the edge and up to 40% in the scrape-off layer.Finally, the integration of exact conservation laws over the closed field line region allows for an identification of numerical errors within the simulations. The electron force balance and energy conservation show relative errors on the order of 10−3 while the particle conservation and ion momentum balance show errors on the order of 10−2.All simulations are performed with a new version of the FELTOR code, which is fully parallelized on GPUs. Each simulation covers a couple of milliseconds of turbulence.
full-F、等温、電磁、ジャイロ流体モデルを用いて、COMPASS級のダイバータ付きトカマクにおけるプラズマ乱流をシミミュレーションする。プラズマ抵抗率の3桁にわたるパラメータスキャンと、イオン対電子温度比の2つの値（他のパラメータは固定）を設定し、解析した。高および低プラズマ抵抗率に対する2つの輸送レジームが明らかにされた。臨界抵抗率を超えると、質量およびエネルギー閉じ込めは抵抗率の増加とともに低下する。さらに、高プラズマ抵抗率では、平行加速度の方向が低抵抗率の場合と比較して入替わる。レイトレーシング技法を用いた三次元可視化が表示され、議論される。密度および平行電流における乱流揺らぎの磁場整合性が明らかになる。相対密度揺らぎ振幅は、コアで1%未満から、エッジで15%、スクレイプオフ層で最大40%へと増加する。最後に、閉じた磁力線領域にわたる厳密な保存則の積分により、シミュレーション内の数値誤差の特定が可能になる。電子の力バランスとエネルギー保存は10−3の桁の相対誤差を示す。一方、粒子保存とイオンの運動量バランスは10−2の桁の誤差を示す。すべてのシミミュレーションは、GPU上で完全に並列化されたFELTORコードの新バージョンを用いて実行された。各シミミュレーションは数ミリ秒の乱流をカバーする。