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Modelling of JET hybrid scenarios with GLF23 transport model: E × B shear stabilization of anomalous transport

I. Voitsekhovitch, P. Belo, J. Citrin, E. Fable, J. Ferreira, J. Garcia, L. Garzotti, J. Hobirk, G.M.D. Hogeweij, E. Joffrin2014年被引用 8Nuclear FusionIF 3出版社

The E × B shear stabilization of anomalous transport in JET hybrid discharges is studied via self-consistent predictive modelling of electron and ion temperature, ion density and toroidal rotation velocity performed with the GLF23 model. The E × B shear stabilization factor (parameter αE in the GLF23 model) is adjusted to predict accurately the four simulated quantities under different experimental conditions, and the uncertainty in αE determined by 15% deviation between simulated and measured quantities is estimated. A correlation of αE with toroidal rotation velocity and E × B shearing rate is found in the low density plasmas, suggesting that the turbulence quench rule may be more complicated than assumed in the GLF23 model with constant αE. For the selected discharges the best predictive accuracy is obtained by using weak/no E × B shear stabilization (i.e. αE ≈ 0) at low toroidal angular frequency (Ω < 60 krad s−1), even in the scenarios with the current overshoot, and αE = 0.9 at high frequency (Ω > 100 krad s−1). Interestingly, a weak E × B shear stabilization of anomalous transport is found in the medium density strongly rotating discharge. An importance of linear βe stabilization in this discharge is estimated and compared to the low density discharge with equally high βe. The toroidal rotation velocity is well predicted here by assuming that the momentum diffusion coefficient is a fraction of thermal ion diffusivity. Taking into account the αE and Prandtl number with their uncertainties determined in the modelling of JET hybrid discharges, the performance of ITER hybrid scenario with optimized heat mix (33 MW of NBI and 20 MW of ECCD) is estimated showing the importance of toroidal rotation for achieving Q > 5.

日本語訳

E×BシアーによるJETハイブリッド放電における異常輸送の安定化を、GLF23モデルを用いた電子温度・イオン温度・イオン密度・トロイダル回転速度の自己無撞着予測モデリングを通じて研究した。E×Bシアー安定化因子(GLF23モデルにおけるパラメータαE)を、異なる実験条件下で4つの予測量を正確に予測するように調整し、シミュレーションと測定値の15%の偏差から決定されるαEの不確かさを評価した。低密度プラズマにおいて、αEとトロイダル回転速度およびE×Bシアー率との間に相関が見られ、乱流クエンチ則はGLF23モデルで仮定されている一定のαEよりも複雑である可能性が示唆された。選択した放電において、最良の予測精度は、低トロイダル角周波数(Ω < 100 krad s⁻¹)では弱いまたは無いE×Bシアー安定化(すなわちαE ≈ 0)を用いた場合に得られ、電流オーバーシュートを伴うシナリオでも同様であり、高周波数(Ω > 100 krad s⁻¹)ではαE = 0.9が最適であった。興味深いことに、中密度・強回転放電では弱いE×Bシアーによる異常輸送の安定化が見られた。この放電における線形βe安定化の重要性を評価し、同様に高いβeを持つ低密度放電と比較した。トロイダル回転速度は、運動量拡散係数が熱イオン拡散係数の一部であると仮定することで良好に予測された。JETハイブリッド放電のモデリングから決定されたαEとプラントル数の不確かさを考慮し、最適化された加熱構成(NBI 33 MWおよびECCD 20 MW)におけるITERハイブリッドシナリオの性能を評価し、Q > 5を達成するためのトロイダル回転の重要性を示した。

装置

jet高精度(タイトル一致)iter低精度(概要文一致)

wiki

JETAnomalous transport
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