The perpendicular propagation velocity of turbulent density fluctuations is an important parameter in fusion plasmas, since sheared plasma flows are crucial for reducing turbulence, and thus an essential input parameter for turbulent transport simulations. In the recent past various fusion devices have observed poloidal asymmetry in this velocity using Doppler reflectometry (DR) and correlation reflectometry. In this work, the phase screen model is used to analytically explain and quantify the combined effect of finite wavenumber resolution due to plasma curvature and probing beam geometry in a realistic turbulence wavenumber spectrum, leading to a reduced dominantly back-scattered wavenumber and a further underestimation of the perpendicular propagation velocity determined by DR. The full-wave code IPF-FD3D, which simulates microwave propagation and scattering, is used as a synthetic DR to study the effects of this diagnostic effect in a circular geometry using various isotropic synthetic turbulence wavenumber spectra. Angular scans from the midplane and variations in the position of the probing antenna are shown to estimate the impact of the diagnostic effect on the poloidal asymmetries.
乱流密度揺動の垂直伝播速度は、核融合プラズマにおいて重要なパラメータである。なぜなら、せん断されたプラズマ流は乱流の低減に極めて重要であり、したがって乱流輸送シミュレーションの必須の入力パラメータとなるからである。近年、様々な核融合装置において、ドップラー反射計測(DR)と相関反射計測を用いて、この速度のポロイダル非対称性が観測されている。本研究では、位相スクリーンモデルを用いて、現実的な乱流波数スペクトルにおけるプラズマ曲率とプローブビーム形状による有限波数分解能の複合効果を解析的に説明・定量化し、支配的な後方散乱波数の低下と、DRによって決定される垂直伝播速度のさらなる過小評価をもたらすことを示す。マイクロ波伝搬と散乱をシミュレートする全波コードIPF-FD3Dを合成DRとして用い、様々な等方性合成乱流波数スペクトルを用いて円形形状におけるこの診断効果の影響を調べた。赤道面からの角度スキャンとプローブアンテナ位置の変化が、ポロイダル非対称性に対する診断効果の影響を推定することが示された。