Edge codes such as SOLPS coupled to neutral codes such as EIRENE have become so comprehensive and sophisticated that they now constitute, in effect, 'code-experiments' that, as for actual experiments, can benefit from interpretation using simple models and conceptual frameworks, i.e. reduced models. The first task is the identification of options for the reduced model control parameters that are best suited for control of the action of the divertor, i.e. for control of target power loading and sputter–erosion, primarily. A strong correlation between the electron temperature at the divertor target, Te,t, and the neutral deuterium D2 density at the target, nD2,t, flux-tube resolved, has recently been reported for a number of code studies including SOLPS-4.3 modeling of a set of ∼50 ITER baseline cases: QDT = 10, q95 = 3, PSOL = 100 MW, metallic walls, and Ne seeding (Pitts et al 2019). Part A of the present study reports new results for largely the same ITER cases, confirming the strong correlation reported earlier between local values of Te,t, and (i) nD2,t, and (ii) normalized volumetric losses of power and pressure in the divertor. Strong correlations have now also been found, and are reported here for the first time, between Te,t and all of the divertor target quantities of practical interest. A physical explanation for this surprising result has not as yet been fully identified; nevertheless it has encouraging implications for reduced modeling of the ITER divertor. For such ITER conditions, (i) the global Ne injection rate, InjNe (Ne s−1), and (ii) the electron temperature at the location on the target where the peak power deposition occurs, Te,t@q⊥,pk (eV), are found to be promising reduced model control parameters. In this part B, a reduced model for the ITER divertor is developed and described in detail, based on reversed-direction two point modeling, Rev2PM. The input to the reduced model is a value of the variable pair for a chosen case and the output are values of the various target as well as divertor-entrance quantities of practical interest, e.g. q⊥,pk, the electron density at the X-point, ne,Xpt, etc. The reduced model was quantitatively characterized using one half of the code cases; it was then used to successfully predict (replicate) the code values of e.g. ne,Xpt for the other half.
SOLPSなどのエッジコードとEIRENEなどの中性粒子コードを結合したコードは、非常に包括的かつ高度化しており、事実上「コード実験」となっている。実際の実験と同様に、単純モデルや概念的枠組み、すなわち低次元モデルを用いた解釈が有益である。最初の課題は、ダイバータの動作制御、すなわち主としてターゲットへの電力負荷とスパッタリング損耗の制御に最適な低次元モデルの制御パラメータの選択肢を特定することである。ダイバータターゲットにおける電子温度Te,tと、ターゲットにおける重水素中性粒子密度nD2,t（フラックスチューブ分解）との間には強い相関があることが、SOLPS-4.3による約50ケースのITERベースライン条件（QDT = 10、q95 = 3、PSOL = 100 MW、金属壁、Neシーディング）のモデリングを含む複数のコード研究において最近報告されている（Pitts et al 2019）。本研究のパートAでは、ほぼ同一のITERケースについて新たな結果を報告し、Te,tの局所値と(i) nD2,tの局所値、および(ii)ダイバータにおける体積損失パワーと運動量損失の正規化値との間に、先に報告された強い相関を確認する。さらに、Te,tと実用上重要なすべてのダイバータターゲット量との間にも強い相関が新たに見出され、今回初めて報告される。この驚くべき結果に対する物理的説明はまだ完全には特定されていないが、ITERダイバータの低次元モデリングにとって有望な示唆を与えるものである。このようなITER条件に対して、(i) 全体のNe注入率InjNe（Ne s−1）、および(ii) ターゲット上でピーク電力堆積が生じる位置における電子温度Te,t@q⊥,pk（eV）が、有望な低次元モデルの制御パラメータであることが示された。パートBでは、逆方向二点モデル（Rev2PM）に基づくITERダイバータの低次元モデルを開発し、詳細に記述する。この低次元モデルへの入力は、選択されたケースに対する変数対の値であり、出力は、q⊥,pk、X点における電子密度ne,Xptなど、実用上重要な様々なターゲット量およびダイバータ入口量である。この低次元モデルは、コードケースの半数を用いて定量的に特性評価され、その後、残りの半数に対するne,Xptなどのコード値を予測（再現）するために使用され、成功した。