A significant discrepancy of poloidal velocity from conventional theoretical predictions is found in global neoclassical drift-kinetic simulations of magnetic confinement fusion devices. The difference is identified as being due to the presence of large ion orbits. In the case of a large aspect ratio tokamak configuration with steep toroidal flow profiles, a novel heuristic model which estimates this nonlocal effect is presented and shown to be in good agreement with simulation results. The dominant nonlocal mechanisms captured by the model are associated with ion parallel flow modification due to the steep toroidal flow and radial electric field profiles. We compare simulation results with theoretical estimates based on the new model using profiles relevant for the National Spherical Torus Experiment. The carbon poloidal velocity observed in the simulation is in good agreement with the neoclassical theory modified by the newly identified nonlocal effects.
磁気閉じ込め核融合装置の全球新古典ドリフト運動論シミュレーションにおいて、ポロイダル速度が従来の理論予測から有意に乖離することが見出された。この差異は、大きなイオン軌道の存在に起因することが特定された。大アスペクト比トカマク配位において急峻なトロイダル流分布を有する場合について、この非局所効果を評価する新規のヒューリスティックモデルが提示され、シミュレーション結果と良好な一致を示すことが実証された。本モデルが捉える主要な非局所的機構は、急峻なトロイダル流および動径電場分布によるイオンの平行流の変調に関連している。我々は、National Spherical Torus Experimentに関連する分布パラメータを用いて、新モデルに基づく理論的推定値とシミュレーション結果を比較した。シミュレーションで観測された炭素ポロイダル速度は、新たに同定された非局所効果によって修正された新古典理論と良好な一致を示す。