This paper describes new modeling capabilities for predicting H-mode pedestal profiles in spherical tokamaks. Temperature profiles for NSTX discharges 132543 (narrow pedestal) and 132588 (wide pedestal, lithiated) are modeled by coupling the astra transport solver with neoclassical transport and gyrokinetic-based reduced models for electron temperature gradient (ETG) and kinetic ballooning mode (KBM) instabilities. An empirically normalized quasilinear proxy for ion-scale transport is constructed from linear gene calculations. Its single global coefficient is calibrated to the ELM-free discharge 132588 and retained for 132543, providing a cross-discharge test of transferability. Time-evolving the temperatures yields good profile recovery, confirming the structural consistency inherited from the linear calculations. Systematic analysis of the transport mechanisms reveals that neoclassical transport is substantial across the entire pedestal region for the ion channel. ETG turbulence is large in the plasma edge and low density gradient region, contributing substantially to the electron channel. However, KBM/MHD-like modes also drive significant transport in both the ion and electron thermal channels, making them essential for accurate pedestal modeling. Further refinements, including explicit shear suppression and a refined model for ETG transport, produce quantitative but not qualitative improvements. This proof-of-principle study provides a promising first step toward an empirically constrained predictive framework.
本論文は、球状トカマクにおけるHモードペデスタルプロファイルを予測するための新しいモデリング機能について述べる。NSTX放電132543（狭いペデスタル）および132588（広いペデスタル、リチウム処理）の温度プロファイルは、astra輸送ソルバーと、電子温度勾配（ETG）および運動論的バルーニングモード（KBM）不安定性に対する新古典輸送およびジャイロ運動論に基づく低次元モデルを結合することによってモデル化される。イオンスケール輸送に対する経験的に正規化された準線形代理モデルは、線形gene計算から構築される。その単一の大域係数は、ELMフリー放電132588に対して較正され、132543に対しても保持され、放電間の転移可能性のクロスチェックを提供する。温度を時間発展させることにより良好なプロファイル再現が得られ、線形計算から継承された構造的一貫性が確認される。輸送メカニズムの系統的分析により、新古典輸送はイオンチャネルに対してペデスタル領域全体で substantial であることが明らかになる。ETG乱流はプラズマ端および低密度勾配領域で大きく、電子チャネルに substantial に寄与する。しかし、KBM/MHD様モードもイオンおよび電子の熱チャネルの両方で有意な輸送を駆動し、正確なペデスタルモデリングに不可欠である。明示的なシア抑制およびETG輸送の改良モデルを含むさらなる改良は、定量的ではあるが定性的ではない改善をもたらす。この原理実証研究は、経験的に制約された予測フレームワークに向けた有望な第一歩を提供する。