使用约化输运模型评估高性能 NSTX 等离子体的含时温度分布预测
等离子体物理
2025-09-05 v1
摘要
使用 1.5D 托卡马克积分建模代码 TRANSP，对来自国家球形环面实验（NSTX）的大量经过充分分析的高性能放电进行了含时预测模拟，以评估现代约化输运模型能在多大程度上重现球形托卡马克中实验观测到的温度分布。总体而言，发现使用多模模型（MMM）的模拟比使用俘获回旋朗道流体（TGLF）模型的模拟更一致地与 NSTX 观测结果相符，尽管 TGLF 需要高出数个数量级的计算成本。在考虑所有被检查的放电时，相对于实验，MMM 对电子温度（）和离子温度（）分布的中位高估分别为 28% 和 27%。TGLF 高估了 达 46%，方差远大于 MMM，并低估了 达 25%。随着 NSTX 放电中 的增加，TGLF 预测的 更低且 分布显著变平，这与 NSTX 观测结果相矛盾。当使用 TGLF 的静电版本时， 和 均被大幅高估，突显了电磁湍流在高 球形托卡马克机制中的重要性。此外，在 TRANSP 之外使用 TGLF 的神经网络代理模型结合时间切片通量匹配输运求解器进行了计算，发现与实验的一致性优于 TRANSP 模拟，突出了不同输运求解器和模拟技术的影响。总而言之，MMM 预测的温度分布与实验的合理一致性，促使在一篇配套论文中对 TRANSP 结合 MMM 模拟对不同 NSTX 等离子体机制的敏感性进行更详细的检查，以为 NSTX-U 情景的自洽含时预测建模做准备。
引用
@article{arxiv.2509.04359,
title = {Assessing time-dependent temperature profile predictions using reduced transport models for high performing NSTX plasmas},
author = {J. B. Lestz and G. Avdeeva and T. F. Neiser and M. V. Gorelenkova and F. D. Halpern and S. M. Kaye and J. McClenaghan and A. Y. Pankin and K. E. Thome},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.04359},
year = {2025}
}
备注
30 pages, 13 figures. Submitted to Plasma Physics and Controlled Fusion