A two-equation model to self-consistently determine cross-field fluxes in the edge and scrape-off layer (SOL) region of diverted plasma is used to complete 2D mean-field edge transport description of plasma wall interaction. Inspired by the Reynolds average Navier–Stokes simulations for neutral fluids, this model is based on the local evolution of the turbulent kinetic energy κ and its dissipation rate ɛ. These two equations are algebraically derived for RANS modeling and are very slightly modified and adapted to describe self-consistent plasma turbulent transport. The general features of the model are discussed and bridged to the well-known predator–prey and quasilinear models commonly used to investigate plasma transport. Specific closures are proposed based on the interchange turbulence. Results of the 1D model are confronted to experimental evidence by analyzing the computed SOL width and comparing the results to the existing scaling law for L-mode plasmas. Introducing a dependence on the shear of large scale flows, typically the zonal flows, 1D simulations can exhibit an H-mode like transition when increasing the input power, generating an increased stored energy thanks to an interface barrier located at the separatrix. Further 2D plasma–wall interaction simulations for WEST are analyzed that show a good match with the experimental profiles, as well as a ballooned transport driving turbulent transport in the divertor SOL and nearly no transport in the private flux region. The SOL width of WEST is also recovered. These results show the remarkable capability of the κ–ɛ model to capture key aspects of the physics of turbulent transport throughout the plasma knowing that a unique scalar free parameter is available to tune cross field transport in the whole 2D cross section of the plasma.
divertedプラズマのエッジ領域およびスクレイプオフ層（SOL）領域における交差磁場フラックスを自己無撞着に決定するための2方程式モデルを用いて、プラズマ-壁相互作用の2次元平均場エッジ輸送記述を完成させる。中性流体に対するレイノルズ平均ナビエ・ストークスシミュレーションに着想を得て、このモデルは乱流運動エネルギーκとその散逸率εの局所発展に基づいている。これらの2方程式はRANSモデリングのために代数的に導出され、自己無撞着なプラズマ乱流輸送を記述するようにわずかに修正・適応されている。このモデルの一般的な特徴について議論し、プラズマ輸送の調査に一般的に用いられるよく知られた捕食者-被食者モデルおよび準線形モデルとの関連を明らかにする。間欠性乱流に基づく具体的な閉鎖関係が提案される。1次元モデルの結果は、計算されたSOL幅を分析し、Lモードプラズマに対する既存のスケーリング則と比較することにより、実験的証拠と対照される。大規模流れ、典型的には帯状流のシアーに依存性を導入することにより、1次元シミュレーションは入力パワーの増加に伴ってHモード様の遷移を示すことができ、セパラトリクスに位置する界面障壁により蓄積エネルギーが増加する。WESTに対するさらなる2次元プラズマ-壁相互作用シミュレーションを分析し、実験プロファイルとの良好な一致を示すとともに、ダイバータSOLにおける乱流輸送を駆動するバルーニング輸送と、プライベートフラックス領域におけるほぼゼロの輸送を示す。WESTのSOL幅も再現される。これらの結果は、κ–εモデルが、プラズマ全体の2次元断面全体における交差磁場輸送を調整するために利用可能な唯一のスカラー自由パラメータを用いて、プラズマ全体にわたる乱流輸送の物理の重要な側面を捕捉する卓越した能力を持つことを示している。