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Advances in comprehensive gyrokinetic simulations of transport in tokamaks

R.E. Waltz, J. Candy, F.L. Hinton, C. Estrada-Mila, J.E. Kinsey2005年被引用 36Nuclear FusionIF 3出版社

A continuum global gyrokinetic code GYRO has been developed to comprehensively simulate core turbulent transport in actual experimental profiles and enable direct quantitative comparisons to the experimental transport flows. GYRO treats not only the now standard ion temperature gradient (ITG) mode turbulence but also trapped and passing electrons with collisions and finite β, equilibrium E × B shear stabilization and all in real tokamak geometry. Most importantly, the code operates at finite relative gyroradius (ρ*) so as to treat the profile shear stabilization and nonlocal effects which can break gyroBohm scaling. The code operates in either a cyclic flux-tube limit (which allows only gyroBohm scaling) or globally with a physical profile variation. Bohm scaling of DIII-D L-mode has been simulated with power flows matching experiment within error bars on the ITG. Mechanisms for broken gyroBohm scaling, neoclassical ion flows embedded in turbulence, turbulent dynamos and profile corrugations, plasma pinches and impurity flow and simulations at fixed flow rather than fixed gradient are illustrated and discussed.

日本語訳

連続体グローバルジャイロ運動論コードGYROは、実際の実験プロファイルにおけるコア乱流輸送を包括的にシミュレートし、実験輸送フローとの直接的な定量的比較を可能にするために開発された。GYROは、現在標準となっているイオン温度勾配(ITG)モード乱流だけでなく、衝突と有限βを伴う捕捉電子および通過電子、平衡E×Bせん断安定化、そして実トカマク幾何学におけるすべてを扱う。最も重要なのは、このコードが有限相対ジャイロ半径(ρ*)で動作し、ジャイロボーム則を破り得る分布せん断安定化と非局所効果を扱うことである。このコードは、周期的フラックスチューブ極限(ジャイロボーム則のみを許容する)または物理的分布変動を伴うグローバルモードのいずれかで動作する。DIII-D Lモードのボーム則は、ITG上のパワーフローが誤差範囲内で実験と一致するようにシミュレートされた。ジャイロボーム則の破れのメカニズム、乱流に埋め込まれた新古典イオン流、乱流ダイナモと分布の起伏、プラズマピンチと不純物流、そして固定勾配ではなく固定フローでのシミュレーションについて、図示し議論する。

装置

diii-d中精度(概要文一致)

wiki

Gyrokinetic
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