The STORM module of BOUT++ (Easy et al 2014 Phys. Plasmas21 122515) is generalized to simulate plasma turbulence at the periphery of tokamak devices in diverted configurations and it is used to carry out three-dimensional nonlinear flux-driven simulations in double null configuration with realistic experimental parameters of an L-mode plasma discharge in the Mega Ampere Spherical Tokamak. The reliability of STORM in modeling the scrape-off layer (SOL) plasma dynamics is assessed by comparing the numerical results with experimental measurements from a reciprocating Gundestrup probe and from flush-mounted Langmuir probes. This is the first time that a thorough comparison between experimental measurements and three-dimensional simulations in double null configuration is attempted. It is found that the simulations correctly capture most of the statistical properties of plasma turbulence at the outer mid-plane, whereas ion saturation current and floating potential time-averaged profiles at the outer mid-plane are steeper in the simulations than in the experiment. In particular, it is found that the ion saturation current and floating potential probability distribution functions, as well as the power spectra and several statistical properties of intermittent events in the tokamak SOL, such as the shape, duration and separation of burst events are correctly described by the STORM model. Good qualitative agreement is also obtained for the time-averaged ion saturation current density profiles at the divertor plates. On the other hand, the ion saturation current decay length is approximately 4 times smaller in the numerical results than in the experimental measurements. Additionally, the level of the fluctuations is smaller in the simulations than in the experiment. Finally, possible areas of improvement for the STORM model are identified.
BOUT++(Easyら2014 Phys. Plasmas 1221)のSTORMモジュールは、 diverted配位におけるトカマク周辺部のプラズマ乱流をシミュレーションするために一般化され、Mega Ampere Spherical TokamakにおけるLモードプラズマ放電の現実的な実験パラメータを用いた、ダブルヌル配位での三次元非線形フラックス駆動シミュレーションに使用された。STORMによるスクレイプオフ層(SOL)プラズマ力学の信頼性は、往復運動するGundestrupプローブおよび表面 flush 型ラングミュアプローブによる実験測定値と数値結果を比較することによって評価された。これは、ダブルヌル配位における実験測定と三次元シミュレーションの徹底的な比較が試みられた初めての事例である。外側中平面におけるプラズマ乱流の統計的性質の大部分はシミュレーションによって正確に再現される一方、外側中平面におけるイオン飽和電流と浮遊電位の時間平均プロファイルは、シミュレーションの方が実験よりも急峻であることが判明した。特に、イオン飽和電流と浮遊電位の確率分布関数、ならびにパワースペクトルやトカマクSOLにおける間欠的イベントの統計的性質(バースト事象の形状、持続時間、間隔など)は、STORMモデルによって正確に記述されることが明らかになった。ダイバータ板におけるイオン飽和電流密度の時間平均プロファイルについても、良好な定性的一致が得られた。一方、イオン飽和電流の減衰長は、実験測定値と比較して数値結果の方が約4倍小さい。さらに、変動レベルもシミュレーションの方が実験よりも小さい。最後に、STORMモデルの改善可能な点が特定された。