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Parametric dependences of momentum pinch and Prandtl number in JET

T. Tala, A. Salmi, C. Angioni, F.J. Casson, G. Corrigan, J. Ferreira, C. Giroud, P. Mantica, V. Naulin, A.G. Peeters2011年被引用 33Nuclear FusionIF 3出版社

Several parametric scans have been performed to study momentum transport on JET. A neutral beam injection modulation technique has been applied to separate the diffusive and convective momentum transport terms. The magnitude of the inward momentum pinch depends strongly on the inverse density gradient length, with an experimental scaling for the pinch number being -Rvpinch/χϕ = 1.2R/Ln + 1.4. There is no dependence of the pinch number on collisionality, whereas the pinch seems to depend weakly on q-profile, the pinch number decreasing with increasing q. The Prandtl number was not found to depend either on R/Ln, collisionality or on q. The gyro-kinetic simulations show qualitatively similar dependence of the pinch number on R/Ln, but the dependence is weaker in the simulations. Gyro-kinetic simulations do not find any clear parametric dependence in the Prandtl number, in agreement with experiments, but the experimental values are larger than the simulated ones, in particular in L-mode plasmas. The extrapolation of these results to ITER illustrates that at large enough R/Ln > 2 the pinch number becomes large enough (>3–4) to make the rotation profile peaked, provided that the edge rotation is non-zero. And this rotation peaking can be achieved with small or even with no core torque source. The absolute value of the core rotation is still very challenging to predict partly due to the lack of the present knowledge of the rotation at the plasma edge, partly due to insufficient understanding of 3D effects like braking and partly due to the uncertainties in the extrapolation of the present momentum transport results to a larger device.

日本語訳

JETにおける運動量輸送を研究するために、いくつかのパラメトリックスキャンが実施された。拡散性および対流性の運動量輸送項を分離するために、中性粒子ビーム入射変調法が適用された。内向き運動量ピンチの大きさは逆密度勾配長に強く依存し、ピンチ数の実験的スケーリングは -Rvpinch/χφ = 1.2R/Ln + 1.4 である。ピンチ数の衝突頻度への依存性はないが、ピンチはqプロファイルに弱く依存するようであり、ピンチ数はqの増加とともに減少する。プラントル数はR/Ln、衝突頻度、qのいずれにも依存しないことが判明した。ジャイロ運動論的シミュレーションは、R/Lnに対するピンチ数の定性的に類似した依存性を示すが、シミュレーションにおける依存性はより弱い。ジャイロ運動論的シミュレーションは、実験と一致してプラントル数に明確なパラメトリック依存性を見出さないが、実験値はシミュレーション値よりも大きく、特にLモードプラズマにおいて顕著である。これらの結果のITERへの外挿は、R/Ln > 2 の十分に大きな値では、ピンチ数が十分に大きくなり(>3–4)、エッジ回転が非ゼロであれば回転プロファイルがピーク化することを示している。そしてこの回転ピーク化は、小さな、あるいはゼロのコアトルク源でも達成できる。コア回転の絶対値は、プラズマエッジでの回転に関する現在の知識の不足、3次元効果(ブレーキングなど)の理解不足、および現在の運動量輸送結果をより大型の装置へ外挿する際の不確実性により、依然として予測が非常に困難である。

装置

jet高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

wiki

JET
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