The JET Deuterium-Tritium-Experiment Campaign 2 (DTE2) has demonstrated the highest-ever fusion energy production. To forecast the transport dynamics within these discharges, the TGLF and NEO models within the TGYRO transport code were employed. A critical development in this study is the new quasilinear transport model, TGLF-SAT2, specifically designed to resolve discrepancies identified in JET deuterium discharges. This model accurately describes the saturated three-dimensional (3D) fluctuation spectrum, aligning closely with a database of nonlinear CGYRO turbulence simulations, thereby enhancing the predictive accuracy of TGYRO simulations. In validating against the JET DTE2 discharges across two primary operating scenarios, TGYRO effectively predicted the temperature profiles within a broad radial window (ρ ∼ 0.2–0.85), though with minor ion temperature discrepancies near the core. However, a consistent underprediction of electron density profiles by 20% across the simulation domain was noted, indicating areas for future refinement. To achieve a self-consistent steady-state solution based on the JET DTE2 discharges, an integrated modeling workflow TGYRO-STEP within the OMFIT framework was introduced. This workflow iterates among the core transport, the pedestal pressure and the MHD equilibrium, ultimately yielding a converged solution that significantly reduces dependence on experimental boundary conditions for temperature and density profiles. The integrated simulation results show negligible differences in electron density and temperature profiles compared to standalone TGYRO modeling, while the ion temperature profile is lower due to the updated boundary condition in TGYRO-STEP. The application of the TGYRO-STEP workflow to JET DTE2 discharges serves as a crucial test to validate its robustness and highlights its limitations, providing valuable insights for its potential future application in ITER and Fusion Power Plant deuterium and tritium prediction modeling.
The JET重水素-トリチウム実験キャンペーン2 (DTE2)は、史上最高の核融合エネルギー生成を実証した。これらの放電における輸送ダイナミクスを予測するために、TGYRO輸送コード内のTGLFおよびNEOモデルが用いられた。本研究における重要な進展は、JET重水素放電で特定された不一致を解消するために特別に設計された新しい準線形輸送モデルTGLF-SAT2である。このモデルは、飽和した三次元(3D)変動スペクトルを正確に記述し、非線形CGYRO乱流シミュレーションのデータベースと密接に一致することで、TGYROシミュレーションの予測精度を向上させる。2つの主要な運転シナリオにわたるJET DTE2放電に対する検証において、TGYROは広い径方向窓(ρ ∼ 0.2–0.85)内の温度分布を効果的に予測したが、コア近傍ではわずかなイオン温度の不一致が見られた。しかしながら、シミュレーション領域全体にわたって電子密度分布が一貫して20%過小予測されることが指摘され、将来の改良の余地を示している。JET DTE2放電に基づく自己無撞着な定常解を達成するために、OMFITフレームワーク内で統合モデリングワークフローTGYRO-STEPが導入された。このワークフローは、コア輸送、ペデスタル圧力、MHD平衡の間で反復計算を行い、最終的に収束解を得ることで、温度・密度分布に対する実験的境界条件への依存を大幅に低減する。統合シミュレーション結果は、単独のTGYROモデリングと比較して電子密度および温度分布では無視できる程度の差を示す一方、イオン温度分布はTGYRO-STEPにおける更新された境界条件により低くなる。TGYRO-STEPワークフローのJET DTE2放電への適用は、その堅牢性を検証するための重要な試験となり、その限界を浮き彫りにし、ITERおよび核融合発電所における重水素・トリチウム予測モデリングへの将来の応用の可能性に貴重な洞察を提供する。