Plasma edge simulations with codes like SOLPS-ITER are widely employed to interpret fusion experiments. However, numerical errors appearing in such simulations are rarely investigated, despite their potential large impact on simulation results. These errors consist of the statistical error and the bias, both resulting from the finite number of employed EIRENE Monte Carlo particles and incomplete convergence, and the discretization error due to the finite resolution of the computational grids. In this contribution, the resulting numerical errors on simulations of pure deuterium and neon seeded H-mode EAST discharges are examined. The statistical error can be kept small compared to other numerical error contributions by averaging the plasma profiles. This allows investigating the bias and discretization errors using Richardson extrapolation. It is shown that grid refinement and the number of employed Monte Carlo particles have the largest influence on the result, in agreement with similar studies of an ITER deuterium case. For the first time, numerical error bars on the entire simulated target profiles are determined showing that the largest numerical error is 17.9%, mainly due to the plasma grid discretization. On top, also numerical errors on simulated neutral pressures are investigated in detail, for which the statistical error is dominant. The analysis demonstrates which setup is needed to keep numerical errors limited: the SOLPS-ITER averaging procedure should be employed including enough EIRENE particles, and the involved grids should be sufficiently refined to reduce discretization errors.
SOLPS-ITERのようなコードを用いたプラズマエッジシミュレーションは、核融合実験の解釈に広く用いられている。しかしながら、そのようなシミュレーションに現れる数値誤差は、シミュレーション結果に及ぼす潜在的な影響が大きいにもかかわらず、ほとんど調査されていない。これらの誤差は、使用されるEIRENEモンテカルロ粒子の有限数と不完全な収束の両方に起因する統計誤差とバイアス、および計算グリッドの有限解像度による離散化誤差から構成される。本稿では、純重水素およびネオンシードHモードEAST放電のシミュレーションにおいて生じる数値誤差を検討する。統計誤差は、プラズマプロファイルを平均化することにより、他の数値誤差の寄与と比較して小さく保つことができる。これにより、リチャードソン外挿を用いてバイアスと離散化誤差を調査することが可能となる。グリッドの細分化と使用されるモンテカルロ粒子の数が結果に最も大きな影響を与えることが示されており、これはITER重水素ケースの同様の研究と一致する。初めて、シミュレーションされたターゲットプロファイル全体に対する数値誤差バーが決定され、最大の数値誤差は17.9%であり、主にプラズマグリッドの離散化に起因することが示された。さらに、シミュレーションされた中性粒子圧力に対する数値誤差も詳細に調査され、統計誤差が支配的であることが明らかにされた。この解析は、数値誤差を抑えるために必要な設定を示している：十分な数のEIRENE粒子を含むSOLPS-ITER平均化手順を採用し、関連するグリッドを離散化誤差を低減するために十分に細分化すべきである。