The EPED1 model and self-consistent core-pedestal coupling in integrated modeling are used to design the pedestal structure of the China Fusion Engineering Testing Reactor (CFETR) steady-state scenario. The key parameters, such as βp and q95, are based on the grassy edge-localized-mode (ELM) experimental database. In this work, we use the BOUT++ six-field two-fluid code to simulate the onset of the ELM in the CFETR steady-state scenario. The ELM size is around 0.2% in nonlinear simulations, which is in the experimental range of the grassy ELM discharges, 0.1%–1% observed in multiple tokamak devices. Linear and nonlinear simulations show that the dominant high-n ballooning modes peak around n = 40. Compared to type-I ELM crashing dynamics, grassy ELM crashing has a smaller initial crash and is then followed by three phases of turbulence spreading, which are dominated by multi-modes, a high-n mode of n = 45 and low-n mode of n = 5, respectively. In contras to type-I ELM, the perturbation of the high-n mode has a narrow width around ψ = 0.95, and magnetic island formation and reconnection occur only beyond ψ = 0.95, leading to a small initial crash. Mode–mode interaction in the multi-mode coexistence stage stops the growth of individual modes and reduces the transport of particles and heat, and these are the two reasons why the ELM size is small. In–out asymmetry of transient heat flux with a ratio of Eout/Ein = 3.5 is found during grassy ELM crash. The rise and delay times of the heat flux match the calculation from the free-streaming model. To evaluate the erosion of the divertor target, the energy fluence at the outer divertor target is calculated, which is 0.029 MJ m−2, 5.5 times smaller than the tungsten melting limit 0.16 MJ m−2. The calculated energy fluency still follows the experimental scaling law from type-I ELM experiments. The fluctuation eddies in the toroidal direction show a filament structure at the outer mid-plane. Parallel heat flux patterns with a toroidal mode number n = 10 are found at the outer divertor with an amplitude of 680 MW m−2.
EPED1モデルと、統合モデリングにおける自己無撞着なコア-ペデスタル結合は、中国核融合工学試験炉（CFETR）の定常状態シナリオにおけるペデスタル構造を設計するために使用される。βpやq95などの主要パラメータは、グラッシー周辺局在モード（ELM）実験データベースに基づいている。本研究では、BOUT++六場二流体コードを用いて、CFETR定常状態シナリオにおけるELMの発生をシミュレーションする。非線形シミュレーションにおけるELMサイズは約0.2%であり、これは複数のトカマク装置で観測されたグラッシーELM放電の実験範囲（0.1%–1%）内にある。線形および非線形シミュレーションは、支配的な高nバルーニングモードがn = 40付近でピークを持つことを示す。タイプI ELMクラッシュダイナミクスと比較すると、グラッシーELMクラッシュはより小さな初期クラッシュを持ち、その後、それぞれマルチモード、n = 45の高nモード、n = 5の低nモードによって支配される3つの乱流スプレッディングの位相が続く。タイプI ELMとは対照的に、高nモードの摂動はψ = 0.95付近の狭い幅を持ち、磁気島の形成とリコネクションはψ = 0.95を超えた領域でのみ発生し、小さな初期クラッシュをもたらす。マルチモード共存段階におけるモード間相互作用は、個々のモードの成長を止め、粒子と熱の輸送を低減する。これらがELMサイズが小さい2つの理由である。グラッシーELMクラッシュ中には、Eout/Ein = 3.5の比を持つ過渡熱流束の内外非対称性が見られる。熱流束の立ち上がり時間と遅延時間は、自由ストリーミーミモデルからの計算と一致する。ダイバータターゲットの損耗を評価するため、外側ダイバータターゲットでのエネルギーフルエンスが計算され、これは0.029 MJ m−2であり、タングステン溶融限界0.16 MJ m−2の5.5倍小さい。計算されたエネルギーフルエンスは、依然としてタイプI ELM実験からの実験スケーリング則に従う。トロイダル方向の変動渦は、外側中平面でフィラメント構造を示す。外側ダイバータでは、トロイダルモード数n = 10の平行熱流束パターンが、680 MW m−2の振幅で見られる。