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Turbulence regulation with radial wavenumber spectral shift caused by externally driven E × B velocity shear during edge-localized mode mitigation

G.L. Xiao, X.L. Zou, W.L. Zhong, S.D. Song, X.R. Duan, A.D. Liu, X.Y. Bai, J. Cheng, Z.Y. Cui, L. Delpech2019年被引用 6Nuclear FusionIF 3出版社

Mitigation of edge-localized modes by lower hybrid current drive (LHCD) has been observed in H-mode plasmas of the HL-2A tokamak. It has been found that this mitigation is strongly desynchronized with the LHCD pulse but synchronized with the pedestal turbulence enhancement. This turbulence is enhanced by LHCD induced pedestal velocity shear resulting from the ion diamagnetic term . This velocity shear modifies the turbulence radial wavenumber (kr) spectrum by varying the averaged radial wavenumber from large negative value to zero, reducing the turbulence dissipation . A modified turbulence spectral shift model has been used to simulate the experimental results. A critical growth rate for the turbulence regulation is identified in this model and experimentally determined. The criterion for triggering the spectral shift and turbulence enhancement is established. It has been found that there exists a threshold Uc of the LHCD induced velocity shear rate,which determines the desynchronization time delay. This threshold value is directly related to , for the pedestal turbulence enhancement. Good agreement has been found between experiment and theory for the regulation of the turbulence intensity calculated with a selected poloidal wavenumber by its averaged radial wavenumber.

日本語訳

HL-2AトカマクのHモードプラズマにおいて、低域混成波電流駆動(LHCD)による周辺局在モード(ELM)の緩和が観測された。この緩和はLHCDパルスとは強く非同期であるが、ペデスタル乱流の増強とは同期していることが見出された。この乱流は、LHCDによって誘起されたペデスタルの速度シアによって増強され、その速度シアはイオン反磁性項に起因する。この速度シアは、乱流の径方向波数(kr)スペクトルを、大きな負の平均径方向波数からゼロへと変化させ、乱流散逸を低減する。修正されたスペクトルシフトモデルを用いて実験結果をシミュレーションした。このモデルにおいて、乱流制御のための臨界成長率が同定され、実験的にも決定された。スペクトルシフトと乱流増強のトリガー条件が確立された。LHCDによって誘起された速度シア率には閾値Ucが存在し、これが非同期遅延時間を決定することが見出された。この閾値は、ペデスタル乱流増強に直接関連している。選択されたポロイダル波数における乱流強度の、その平均径方向波数による制御に関して、実験と理論の間に良好な一致が得られた。

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Edge localized modeVelocity shear
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