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Implementation of the 3D edge plasma code EMC3-EIRENE on NSTX

J.D. Lore, J.M. Canik, Y. Feng, J.-W. Ahn, R. Maingi, V. Soukhanovskii2012年被引用 31Nuclear FusionIF 3出版社

The 3D edge transport code EMC3-EIRENE has been applied for the first time to the NSTX spherical tokamak. A new disconnected double null grid has been developed to allow the simulation of plasma where the radial separation of the inner and outer separatrix is less than characteristic widths (e.g. heat flux width) at the midplane. Modelling results are presented for both an axisymmetric case and a case where 3D magnetic field is applied in an n = 3 configuration. In the vacuum approximation, the perturbed field consists of a wide region of destroyed flux surfaces and helical lobes which are a mixture of long and short connection length field lines formed by the separatrix manifolds. This structure is reflected in coupled 3D plasma fluid (EMC3) and kinetic neutral particle (EIRENE) simulations. The helical lobes extending inside of the unperturbed separatrix are filled in by hot plasma from the core. The intersection of the lobes with the divertor results in a striated flux footprint pattern on the target plates. Profiles of divertor heat and particle fluxes are compared with experimental data, and possible sources of discrepancy are discussed.

日本語訳

3次元周辺輸送コードEMC3-EIRENEが、NSTX球状トカマクに初めて適用された。内側及び外側セパラトリックスの径方向間隔が、ミッドプレーンにおける特性幅(例:熱流束幅)よりも小さい場合のプラズマシミュレーションを可能にするため、新しい非接続ダブルヌルグリッドが開発された。モデリング結果は、軸対称の場合と、n=3配位で3次元磁場が印加された場合の両方について提示される。真空近似では、摂動磁場は、破壊された磁気面の広い領域と、セパラトリックス多様体によって形成される長短の連結長が混在する螺旋状ローブから構成される。この構造は、結合された3次元プラズマ流体(EMC3)及び運動論的中性粒子(EIRENE)シミュレーションに反映されている。非摂動セパラトリックスの内側に延びる螺旋状ローブは、コアからの高温プラズマによって満たされる。ローブとダイバータの交差は、ターゲット板上に縞状のフラックスフットプリントパターンをもたらす。ダイバータにおける熱流束及び粒子束のプロファイルは実験データと比較され、その差異の考えられる原因が議論される。

装置

nstx-u高精度(タイトル一致)

wiki

Edge plasmaNSTXEMC3-EIRENE
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