High ratio of kinetic to magnetic pressure, β, is a signature of good performance and hence desirable in tokamak plasmas. Optimizing plasma operation towards high β requires the integration of sources and transport physics modules in integrated modelling frameworks. Turbulent fluxes, which dominate the transport, are modelled using physics based reduced quasilinear model like trapped gyro Landau fluid (TGLF) (Staebler et al 2007 Phys. Plasmas14 055909). The ability of TGLF to accurately predict turbulent transport at high β is assessed in a comparison against the higher fidelity gyrokinetic code GKW (Peeters et al 2009 Phys. Commun.180 2650–72). The comparison is performed for an idealised case and for a JET-based high β case. The linear response of TGLF is verified and improved to better capture electromagnetic kinetic ballooning modes (KBMs). The quasi-linear fluxes computed with TGLF match within 75% the non-linear heat and particle fluxes computed with GKW for the component carried by electric potential fluctuations. The magnetic flutter component, however, is strongly underestimated. This study indicates that further improvements of the linear solver and refined saturation rules are needed to properly describe high-β electromagnetic turbulence. The general trends and thresholds with respect to the driving gradients are nevertheless captured. With these limitations in mind and using the recommended settings to properly describe KBMs, TGLF can be used in integrated modelling to explore high-β regimes.
運動圧と磁気圧の比であるβは、トカマクプラズマにおける良好な性能の指標であり、したがって望ましいものである。高βに向けたプラズマ運転の最適化には、統合モデリングフレームワーク内でのソースと輸送物理モジュールの統合が必要である。輸送を支配する乱流フラックスは、捕捉ジャイロランダウ流体(TGLF)(Staebler et al 2007 Phys. Plasmas14 055909)のような物理ベースの縮約準線形モデルを用いてモデル化される。高βにおける乱流輸送を正確に予測するTGLFの能力は、より高忠実度のジャイロ運動論コードGKW(Peeters et al 2009 Phys. Commun.180 2650–72)との比較において評価される。比較は、理想化されたケースとJETベースの高βケースに対して行われる。TGLFの線形応答は検証され、電磁運動論的バルーニングモード(KBM)をよりよく捉えるために改善される。TGLFで計算された準線形フラックスは、電位ゆらぎによって運ばれる成分について、GKWで計算された非線形熱・粒子フラックスと75%以内で一致する。しかしながら、磁気フラッター成分は大幅に過小評価される。この研究は、高β電磁乱流を適切に記述するためには、線形ソルバーのさらなる改善と洗練された飽和則が必要であることを示している。それでもなお、駆動勾配に関する一般的な傾向と閾値は捉えられている。これらの限界を念頭に置き、KBMを適切に記述するための推奨設定を用いることで、TGLFは高β領域を探索するための統合モデリングに使用できる。