The BOUT++ code is used to simulate edge localized modes (ELMs) in a shifted circle equilibrium. Reduced ideal MHD simulations are first benchmarked against the linear ideal MHD code ELITE, showing good agreement. Diamagnetic drift effects are included finding the expected suppression of high toroidal mode-number modes. Nonlinear simulations are performed, making the assumption that the anomalous kinematic electron viscosity is comparable to the anomalous electron thermal diffusivity. This allows simulations with realistically high Lundquist numbers (S = 108), finding ELM sizes of 5–10% of the pedestal stored thermal energy. Scans show a strong dependence of the ELM size on resistivity at low Lundquist numbers, with higher resistivity leading to more violent eruptions. At high Lundquist numbers relevant to high-performance discharges, ELM size is independent of resistivity as hyper-resistivity becomes the dominant dissipative effect.
BOUT++コードを用いて、シフトした円形平衡における周辺局在モード(ELM)のシミュレーションを行う。まず、簡約化された理想MHDモデルを線形理想MHDコードELITEとのベンチマーク比較により検証し、良好な一致を示す。 diamagneticドリフト効果を含めることで、高トロイダルモード数の抑制が期待通りに現れることを確認する。非線形シミュレーションでは、異常粘性係数が異常電子熱拡散係数と同程度であると仮定する。これにより、現実的な高ランドキスト数(S = 10⁸)でのシミュレーションが可能となり、ELMのサイズがペデスタル蓄積熱エネルギーの5〜10%であることが示される。スキャン計算により、低ランドキスト数ではELMサイズが抵抗率に強く依存し、抵抗率が高いほどより激しい噴出が生じることが示される。一方、高性能放電に関連する高ランドキスト数では、超抵抗性が支配的な散逸効果となるため、ELMサイズは抵抗率に依存しないことが明らかになる。