通过非线性扩展磁流体力学模拟比较自发与弹丸触发的边界局域模
等离子体物理
2021-06-16 v1
摘要
向ELMy H-mode等离子体中注入冷冻氘弹丸是一种公认的、在其自然发生前触发边界局域模(ELMs)的方案。基于一台ASDEX Upgrade H-mode等离子体,本文给出了对I型自发ELM与弹丸触发ELM的扩展磁流体力学(extended MHD)模拟的比较,从而得以详细研究其非线性动力学。具体而言,弹丸触发ELM是通过在[ A. Cathey等人 Nuclear Fusion 60, 124007 (2020)]所描述的台基建立过程中的不同时间点注入氘弹丸来模拟的。在台基建立过程中包含了真实的ExB与抗磁背景等离子体流以及随时间演化的自举电流,以准确刻画边缘不稳定性中稳定项与失稳项之间的平衡。研究了弹丸尺寸与注入时间的依赖关系。详细比较了自发与触发ELM之间模式的时空结构以及由此产生的偏滤器热流。我们观察到,通过弹丸注入提前激发ELM是由环向模数n = 1的螺旋扰动所引起的。与实验观测一致,相较于自发ELM,弹丸触发ELM表现出更小的热能损失以及更窄的偏滤器润湿面积。当在台基建立过程中更早注入弹丸触发ELM时,偏滤器峰值能量流明度可见降低。
引用
@article{arxiv.2102.05850,
title = {Comparing spontaneous and pellet-triggered ELMs via non-linear extended MHD simulations},
author = {A. Cathey and M. Hoelzl and S. Futatani and P. T. Lang and K. Lackner and G. T. A. Huijsmans and S. J. P. Pamela and S. Günter and the JOREK team and the ASDEX Upgrade Team and the EUROfusion MST1 Team},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05850},
year = {2021}
}