BOUT++ turbulence simulations are conducted for a 60 s steady-state long pulse high βp EAST grassy ELM discharge. BOUT++ linear simulations show that the unstable mode spectrum covers a range of toroidal mode numbers from low-n (n = 10–15) peeling–ballooning modes (P–B) to high-n (n = 40–80) drift-Alfvén instabilities. Nonlinear simulations show that the ELM crash is triggered by low-n peeling modes and fluctuation is generated at the peak pressure gradient position and radially spread outward into the scrape-off-layer, even though the drift-Alfvén instabilities dominate the linear growth phase. However, drift-Alfvén turbulence delays the onset of the grassy ELM and enhances the energy loss with the fluctuation extending to pedestal top region. Simulations further show that if the peeling drive is removed, the fluctuation amplitude drops by an order of magnitude and the ELM crashes disappear. The divertor heat flux width is ∼2 times larger than the estimates based on the HD model and the Eich's ITPA multi-tokamak scaling (or empirical Eich scaling) due to the strong radial turbulence transport.
BOUT++乱流シミュレーションを、60秒定常長パルス高βp EAST grassy ELM放電に対して実施した。BOUT++線形シミュレーションは、不安定モードスペクトルが、低n(n = 10–15)ピーリング・バルーニングモード(P–B)から高n(n = 40–80)ドリフト・アルヴェン不安定性までのトロイダルモード数の範囲をカバーすることを示す。非線形シミュレーションは、ドリフト・アルヴェン不安定性が線形成長位相を支配するにもかかわらず、ELMクラッシュが低nピーリングモードによって引き起こされ、揺動が圧力勾配最大位置で生成され、スクレイプオフ層へと径方向外側に広がることを示す。しかし、ドリフト・アルヴェン乱流はgrassy ELMの発生を遅らせ、揺動がペデスタルトップ領域にまで及ぶことでエネルギー損失を増大させる。シミュレーションはさらに、ピーリング駆動が除去されると、揺動振幅が一桁低下し、ELMクラッシュが消失することを示す。ダイバータ熱流束幅は、強い径方向乱流輸送のために、HDモデルおよびEichのITPAマルチトカマクスケーリング(または経験的Eichスケーリング)に基づく推定値の約2倍である。