通过三维全波模拟解析DIII-D中由边缘湍流引起的ECRH沉积展宽
等离子体物理
2017-10-10 v1
摘要
研究表明，边缘等离子体密度涨落对DIII-D托卡马克中的电子回旋共振加热（ECRH）波束有显著影响。在L模、H模和负三角形变三种运行模式下，实验测量了ECRH沉积剖面。每种模式对应波束必须穿过的边缘区域具有不同的湍流特征。与射线追踪程序TORAY-GA预测的剖面相比，实测ECRH沉积剖面显著展宽，并已证明其展宽程度与边缘湍流的强度成比例。传统射线追踪未包含湍流效应，因此本文提出并使用三维全波冷等离子体时域有限差分程序EMIT-3D进行模拟。湍流通过BOUT++框架中的Hermes模型生成，该模型以所研究炮次的实测时间平均电子密度、温度和磁场剖面作为输入。模拟湍流被约束以匹配实验测量（通过BES和DBS系统）的相关长度和归一化涨落水平。模拟对波束展宽的预测在所有情况下（L模、H模和负三角形变）均与实验观测到的展宽非常吻合。由于H模边缘存在大梯度，汤姆逊散射和BES诊断测量的分辨率不确定性和误差导致模拟湍流幅度存在散布。鉴于此，本文对实验诊断测量不确定性范围内的参数进行了扫描，以探讨其对波束展宽预测的影响。
引用
@article{arxiv.1710.03028,
title = {Resolving ECRH deposition broadening due to edge turbulence in DIII-D by 3D full-wave simulations},
author = {Matthew B Thomas and Michael W Brookman and Max E Austin and Alf Köhn and Robert J La Haye and Jarrod B Leddy and Roddy G L Vann and Zheng Yan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.03028},
year = {2017}
}