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Tractable flux-driven temperature, density, and rotation profile evolution with the quasilinear gyrokinetic transport model QuaLiKiz

J Citrin, C Bourdelle, F J Casson, C Angioni, N Bonanomi, Y Camenen, X Garbet, L Garzotti, T Görler, O Gürcan2017年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Quasilinear turbulent transport models are a successful tool for prediction of core tokamak plasma profiles in many regimes. Their success hinges on the reproduction of local nonlinear gyrokinetic fluxes. We focus on significant progress in the quasilinear gyrokinetic transport model QuaLiKiz (Bourdelle et al 2016 Plasma Phys. Control. Fusion58 014036), which employs an approximated solution of the mode structures to significantly speed up computation time compared to full linear gyrokinetic solvers. Optimisation of the dispersion relation solution algorithm within integrated modelling applications leads to flux calculations faster than local nonlinear simulations. This allows tractable simulation of flux-driven dynamic profile evolution including all transport channels: ion and electron heat, main particles, impurities, and momentum. Furthermore, QuaLiKiz now includes the impact of rotation and temperature anisotropy induced poloidal asymmetry on heavy impurity transport, important for W-transport applications. Application within the JETTO integrated modelling code results in 1 s of JET plasma simulation within 10 h using 10 CPUs. Simultaneous predictions of core density, temperature, and toroidal rotation profiles for both JET hybrid and baseline experiments are presented, covering both ion and electron turbulence scales. The simulations are successfully compared to measured profiles, with agreement mostly in the 5%–25% range according to standard figures of merit. QuaLiKiz is now open source and available at www.qualikiz.com.

日本語訳

準線形輸送モデルは、コアトカマクプラズマの多くの領域における予測に成功しているツールである。その成功は、非線形ジャイロ運動論的フラックスの再現に依存している。我々は、準線形ジャイロ運動論的輸送モデルQuaLiKiz(Bourdelle et al 2016 Plasma Phys. Control. Fusion58 014036)における顕著な進展に焦点を当てる。このモデルは、モード構造の近似解を用いることで、完全な線形ジャイロ運動論的ソルバーと比較して計算時間を大幅に短縮する。統合モデリングアプリケーション内での分散関係解法アルゴリズムの最適化により、非線形局所シミュレーションよりも高速なフラックス計算が可能となる。これにより、イオン熱、電子熱、主粒子、不純物、運動量の全輸送チャネルを含む、フラックス駆動型の動的プロファイル発展の実用的なシミュレーションが可能となる。さらに、QuaLiKizは現在、重不純物輸送に対する回転および温度異方性誘起ポロイダル非対称性の影響を組み込んでおり、W輸送アプリケーションにとって重要である。JETTO統合モデリングコード内での適用により、10 CPUを用いた10時間の計算でJETプラズマの1秒間のシミュレーションが実現する。JETハイブリッドおよびベースライン実験の両方について、コア密度、温度、トロイダル回転プロファイルの同時予測が提示され、イオンおよび電子乱流スケールの両方をカバーしている。シミュレーションは測定プロファイルと良好に一致し、標準的な性能指標において概ね5%~25%の範囲内での一致が得られている。QuaLiKizは現在オープンソースであり、www.qualikiz.comで入手可能である。

装置

jet低精度(概要文一致)

wiki

Gyrokinetic
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