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Validating the energy transport modeling of the DIII-D and EAST ramp up experiments using TSC

Li Liu, Yong Guo, Vincent Chan, Shifeng Mao, Yifeng Wang, Chengkang Pan, Zhengping Luo, Hailin Zhao, Minyou Ye2017年被引用 2Nuclear FusionIF 3出版社

The confidence in ramp up scenario design of the China fusion engineering test reactor (CFETR) can be significantly enhanced using validated transport models to predict the current profile and temperature profile. In the tokamak simulation code (TSC), two semi-empirical energy transport models (the Coppi-Tang (CT) and BGB model) and three theory-based models (the GLF23, MMM95 and CDBM model) are investigated on the CFETR relevant ramp up discharges, including three DIII-D ITER-like ramp up discharges and one EAST ohmic discharge. For the DIII-D discharges, all the transport models yield dynamic within 0.15 deviations except for some time points where the experimental fluctuation is very strong. All the models agree with the experimental except that the CT model strongly overestimates in the first half of ramp up phase. When applying the CT, CDBM and GLF23 model to estimate the internal flux, they show maximum deviations of more than 10% because of inaccuracies in the temperature profile predictions, while the BGB model performs best on the internal flux. Although all the models fall short in reproducing the dynamic evolution for the EAST tokamak, the result of the BGB model is the closest to the experimental . Based on these comparisons, we conclude that the BGB model is the most consistent among these models for simulating CFETR ohmic ramp-up. The CT model with improvement for better simulation of the temperature profiles in the first half of ramp up phase will also be attractive. For the MMM95, GLF23 and CDBM model, better prediction of the edge temperature will improve the confidence for CFETR L-mode simulation. Conclusive validation of any transport model will require extensive future investigation covering a larger variety discharges.

日本語訳

CFETR(中国核融合工学試験炉)の立ち上げシナリオ設計における信頼性は、検証された輸送モデルを用いて電流分布と温度分布を予測することで大幅に向上させることができる。トカマクシミュレーションコード(TSC)において、2つの半経験的エネルギー輸送モデル(Coppi-Tang(CT)モデルとBGBモデル)および3つの理論ベースのモデル(GLF23、MMM95、CDBMモデル)が、CFETR関連の立ち上げ放電(3つのDIII-D ITER類似立ち上げ放電と1つのEASTオーミック放電を含む)について調査された。DIII-D放電に関しては、実験的な変動が非常に強い一部の時間点を除き、すべての輸送モデルが0.15以内の偏差で動的挙動を再現した。すべてのモデルは実験と一致したが、CTモデルは立ち上げフェーズの前半で強く過大評価した。CT、CDBM、GLF23モデルを内部フラックス推定に適用した場合、温度分布予測の不正確さにより最大10%を超える偏差を示したが、BGBモデルは内部フラックスに関して最も良好な性能を示した。EASTの動的挙動の再現にはすべてのモデルが不十分であったが、BGBモデルの結果が実験に最も近かった。これらの比較に基づき、BGBモデルがCFETRオーミック立ち上げシミュレーションに最も適していると結論づけられる。CTモデルは立ち上げフェーズ前半の温度分布予測を改善すれば有望である。MMM95、GLF23、CDBMモデルについては、端部温度の予測精度を向上させることでCFETR Lモードシミュレーションの信頼性が高まるだろう。いずれの輸送モデルについても決定的な検証には、より多様な放電をカバーする広範な将来の調査が必要である。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)east高精度(タイトル一致)iter低精度(概要文一致)

wiki

DIII-DEAST
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