Transport analysis, ion-scale turbulence measurements, and initial linear and nonlinear gyrokinetic simulations are reported for a transport validation study based on low aspect ratio NSTX-U L-mode discharges. The relatively long, stationary L-modes enabled by the upgraded centerstack provide a more ideal target for transport validation studies that were not available during NSTX operation. Transport analysis shows that anomalous electron transport dominates energy loss while ion thermal transport is well described by neoclassical theory. Linear gyrokinetic GYRO analysis predicts that ion temperature gradient (ITG) modes are unstable around normalized radii ρ = 0.6–0.8, although E × B shearing rates are larger than the linear growth rates over much of that region. Deeper in the core (ρ = 0.4–0.6), electromagnetic microtearing modes (MTM) are unstable as a consequence of the relatively high beta and collisionality in these particular discharges. Consistent with the linear analysis, local, nonlinear ion-scale GYRO simulations predict strong ITG transport at ρ = 0.76, whereas electromagnetic MTM transport is important at ρ = 0.47. The prediction of ion-scale turbulence is consistent with 2D beam emission spectroscopy (BES) that measures the presence of broadband ion-scale fluctuations. Interestingly, the BES measurements also indicate the presence of bi-modal poloidal phase velocity propagation that could be indicative of two different turbulence types. However, in the region between (ρ = 0.56, 0.66), ion-scale simulations are strongly suppressed by the locally large E × B shear. Instead, electron temperature gradient (ETG) turbulence simulations predict substantial transport, illustrating electron-scale contributions can be important in low aspect ratio L-modes, similar to recent analysis at conventional aspect ratio. However, agreement within experimental uncertainties has not been demonstrated, which requires additional simulations to test parametric sensitivities. The potential need to include profile-variation effects (due to the relatively large value of ρ* = ρi/a at low aspect ratio), including electromagnetic and possibly multi-scale effects, is also discussed.
低アスペクト比NSTX-U Lモード放電に基づく輸送検証研究について、輸送解析、イオンスケール乱流測定、および初期の線形・非線形ジャイロ運動論シミュレーションの結果を報告する。改良されたセンタースタックによって可能となった比較的長い定常Lモードは、NSTX運転期間中には利用できなかった輸送検証研究のためのより理想的なターゲットを提供する。輸送解析は、異常電子輸送がエネルギー損失を支配する一方、イオン熱輸送は新古典理論によってよく記述されることを示す。線形ジャイロ運動論GYRO解析は、規格化半径ρ = 0.6–0.8付近でイオン温度勾配（ITG）モードが不安定であることを予測するが、E × Bシア速度はその領域の大部分で線形成長率よりも大きい。コア深部（ρ = 0.4–0.6）では、これらの特定の放電における比較的高いベータ値と衝突頻度の結果として、電磁的マイクロティアリングモード（MTM）が不安定となる。線形解析と整合的に、局所的非線形イオンスケールGYROシミュレーションは、ρ = 0.76で強いITG輸送を予測する一方、ρ = 0.47では電磁的MTM輸送が重要である。イオンスケール乱流の予測は、ブロードバンドのイオンスケール密度揺動を測定する2次元ビーム放射分光（BES）測定と一致する。興味深いことに、BES測定は二峰性のポロイダル位相速度伝播も示しており、これは2種類の異なる乱流タイプの存在を示唆する可能性がある。しかし、ρ = 0.56–0.66の領域では、イオンスケールシミュレーションは局所的に大きなE × Bシアによって強く抑制される。その代わりに、電子温度勾配（ETG）乱流シミュレーションが有意な輸送を予測し、従来アスペクト比での最近の解析と同様に、低アスペクト比Lモードにおいて電子スケールの寄与が重要となり得ることを示す。しかし、実験的不確実性の範囲内での一致はまだ実証されておらず、パラメータ感度を検証するための追加シミュレーションが必要である。低アスペクト比における比較的大きなρ* = ρi/a値に起因するプロファイル変動効果（電磁効果および可能性としてマルチスケール効果を含む）を含める必要性についても議論する。