Collisionality is one of the key parameters in determining turbulent transport in the plasma edge, regulating phenomena such as 'shoulder formation', separation of scale lengths in the scrape-off layer (SOL), turbulence damping and zonal flow dynamics. Understanding its role is therefore of primary importance for future reactors like ITER. Getting reliable predictions and a better characterization of plasma flow properties when varying collisionality remains, however, a critical challenge for the simulations. This paper focuses on the impact of varying collisionality in a non-isothermal three-dimensional fluid model of the plasma edge. A high field side limited configuration encompassing open and closed magnetic field lines with parameters typical of a medium-sized tokamak is considered. The present model can consistently account for the variations of collisionality and its impact on both the parallel resistivity η∥ and the ion and electron parallel thermal conductivities χ∥e,i. Details on mean flow and turbulence properties are given. Changing collisionality leads to significant changes in the flow properties both on the mean and fluctuating quantities. In particular, lowering collisionality decreases the size of coherent structures, the fluctuation levels of turbulence, and steepens the density and temperature equilibrium profiles around the separatrix leading to a global reduction of the turbulent transport. The SOL width is observed to increase with collisionality, eventually resulting in the disappearance of the scale lengths separation between near and far SOL, consistently with previous experimental observations. At low collisionality, where the presence of narrow feature is well-established, a contribution of heat conduction increases up to compete with heat convection.
衝突頻度は、プラズマ周辺部における乱流輸送を決定する主要パラメータの一つであり、「ショルダー形成」、スクレイプオフ層（SOL）におけるスケール長の分離、乱流減衰、帯状流ダイナミクスなどの現象を制御している。したがって、その役割を理解することは、ITERのような将来の核融合炉にとって最も重要である。しかし、衝突頻度を変化させたときの信頼性の高い予測とプラズマ流特性のより良い特性評価を得ることは、シミュレーションにとって依然として重大な課題である。本論文は、プラズマ周辺部の非等温三次元流体モデルにおいて、衝突頻度を変化させた場合の影響に焦点を当てている。中規模トカマクの典型的なパラメータを持つ、開いた磁力線と閉じた磁力線を含む高磁場側リミテッド配位を考慮する。本モデルは、衝突頻度の変化と、それが平行抵抗率η∥およびイオン・電子の平行熱伝導率χ∥e,iの両方に及ぼす影響を一貫して考慮することができる。平均流と乱流特性の詳細を示す。衝突頻度を変化させると、平均量と変動量の両方において流れの特性に有意な変化が生じる。特に、衝突頻度を低下させると、コヒーレント構造のサイズ、乱流の変動レベルが減少し、セパラトリックス周辺の密度および温度の平衡プロファイルが急峻になり、乱流輸送の全体的な減少につながる。SOL幅は衝突頻度とともに増加することが観察され、最終的には近傍SOLと遠方SOLの間のスケール長の分離が消失し、これはこれまでの実験的観察と一致する。低衝突頻度では、狭い構造の存在が十分に確立されているが、熱伝導の寄与が増加して熱対流と競合するようになる。