Nonlinear simulations based on multiple NSTX discharge scenarios have progressed to help differentiate unique instability mechanisms and to validate with experimental turbulence and transport data. First nonlinear gyrokinetic simulations of microtearing turbulence in a high-beta NSTX H-mode discharge predict experimental levels of electron thermal transport that are dominated by magnetic flutter and increase with collisionality, roughly consistent with energy confinement times in dimensionless collisionality scaling experiments. Electron temperature gradient (ETG) simulations predict significant electron thermal transport in some low- and high-beta discharges when ion scales are suppressed by E × B shear. Although the predicted transport in H-modes is insensitive to variation in collisionality (inconsistent with confinement scaling), it is sensitive to variations in other parameters, particularly density gradient stabilization. In reversed shear L-mode discharges that exhibit electron internal transport barriers, ETG transport has also been shown to be suppressed nonlinearly by strong negative magnetic shear, s ≪ 0. In many high-beta plasmas, instabilities which exhibit a stiff beta dependence characteristic of kinetic ballooning modes (KBMs) are sometimes found in the core region. However, they do not have a distinct finite beta threshold, instead transitioning gradually to a trapped electron mode (TEM) as beta is reduced to zero. Nonlinear simulations of this 'hybrid' TEM/KBM predict significant transport in all channels, with substantial contributions from compressional magnetic perturbations. As multiple instabilities are often unstable simultaneously in the same plasma discharge, even on the same flux surface, unique parametric dependencies are discussed which may be useful for distinguishing the different mechanisms experimentally.
複数のNSTX放電シナリオに基づく非線形シミュレーションは、独自の不安定性メカニズムを区別し、実験的な乱流および輸送データと検証するのに役立つように進展してきた。高ベータNSTX Hモード放電におけるマイクロティアリング乱流の最初の非線形ジャイロ運動論シミュレーションは、磁気フラッタによって支配され、衝突度とともに増加する電子熱輸送の実験レベルを予測し、無次元衝突度スケーリング実験におけるエネルギー閉じ込め時間とおおむね一致する。電子温度勾配(ETG)シミュレーションは、イオンスケールがE×Bシアによって抑制される場合、いくつかの低ベータおよび高ベータ放電において有意な電子熱輸送を予測する。Hモードにおける予測輸送は衝突度の変化に鈍感であるが(閉じ込めスケーリングと矛盾する)、他のパラメータ、特に密度勾配安定化の変化には敏感である。電子内部輸送障壁を示す逆シアLモード放電では、ETG輸送が強い負の磁気シア(s ≪ 0)によって非線形的に抑制されることも示されている。多くの高ベータプラズマでは、運動論的バルーニングモード(KBM)に特徴的な硬いベータ依存性を示す不安定性が、コア領域で見られることがある。しかし、それらは明確な有限ベータ閾値を持たず、ベータがゼロに減少するにつれて、代わりに捕捉電子モード(TEM)へと徐々に遷移する。この「ハイブリッド」TEM/KBMの非線形シミュレーションは、圧縮性磁気摂動からの実質的な寄与を伴い、すべてのチャネルにおいて有意な輸送を予測する。複数の不安定性が同じプラズマ放電内で、同じ磁気面上でさえも同時に不安定になることが多いため、実験的に異なるメカニズムを区別するのに有用となり得る独自のパラメータ依存性について議論する。