In this work, a very fast integrated transport model involving every region that interacts directly with the plasma of a tokamak, has been developed. The confined region is modeled in 1.5D, while the scrape-off layer has a 0D structure. For the core region, a physics-based analytical regression based on a set of simulations with the transport model TGLF [Staebler 2005 Phys. Plasmas12 102508] has been produced. For the H-mode regime, an average edge-localized-modes model is applied in the pedestal region. In the scrape-off layer a two-point model for electron temperature (exhaust) and a particle balance for the species density at the separatrix have been implemented. All the models have first been validated individually in a standalone setting. Finally, six fully integrated simulations of an L-mode discharge, and five H-mode discharges, have been performed in the Fenix flight simulator [Janky et al 2019 Fusion Eng. Des.146 1926, Fable et al 2022 Plasma Phys. Control. Fusion64 044002], including transients, matching the experimental trajectories of an ASDEX upgrade discharge during flat-top and ramp-down. A broader validation including more discharges and the ramp-up phase is planned for the near future.
本研究では，トカマクのプラズマと直接相互作用するすべての領域を含む，非常に高速な統合輸送モデルを開発した。閉じ込め領域は1.5Dでモデル化され，スクレイプオフ層は0D構造を持つ。コア領域については，輸送モデルTGLF [Staebler 2005 Phys. Plasmas12 102508]を用いた一連のシミュレーションに基づく，物理ベースの解析的回帰式を作成した。Hモード領域については，ペデスタル領域に平均周辺局在モードモデルを適用した。スクレイプオフ層では，電子温度（排気）に対する2点モデルと，セパラトリックスにおける種密度の粒子バランスを実装した。すべてのモデルは，まずスタンドアロン環境で個別に検証された。最後に，Fenixフライトシミュレータ [Janky et al 2019 Fusion Eng. Des.146 1926, Fable et al 2022 Plasma Phys. Control. Fusion64 044002] において，過渡現象を含むLモード放電1回およびHモード放電5回の完全統合シミュレーションを実施し，ASDEX Upgrade放電のフラットトップおよびランプダウン中の実験軌道と一致させた。より多くの放電とランプアップ相を含む広範な検証が，近い将来計画されている。