SOLPS-ITER模拟针对TCV-X21参考案例的验证
等离子体物理
2024-08-07 v1
摘要
本文展示了SOLPS-ITER模拟针对TCV-X21参考案例的定量验证，并提供了关于该场景下中性粒子动力学与电离源分布的见解。TCV-X21是一个在两种环向磁场方向下均经过充分诊断的偏滤器L模鞘层限制等离子体场景，专为湍流代码验证而设计[D.S. Oliveira, T. Body, et al 2022 Nucl. Fusion 62 096001]。尽管已进行优化以减少中性粒子动力学的影响，此前TCV-X21的湍流模拟中缺少中性粒子被认为是其与偏滤器区实验数据不一致的可能原因。这促使了本项使用SOLPS-ITER并通过EIRENE包含动力学中性粒子模拟的研究。五个新的观测量被添加到广泛公开可用的TCV-X21数据集中。它们分别是偏滤器中的三条氘巴耳末线，以及公共和私有磁通量区中的中性压强。定量一致性度量与共轭梯度方法相结合，以逼近能与实验取得最佳整体一致的SOLPS-ITER输入参数。该方法的概念验证使一致性水平有适度改善；文中讨论了该方法的不足及改进方向。作为替代，对粒子与热扩散系数的扫描显示，相比梯度法所达到的一致性水平有10.4%的改善。该结果是相对于TCV L模等离子体通常所用值更大的输运系数下得到的，表明预测性边界模拟需要准确的自洽湍流模型。模拟表明约65%的总电离发生在SOL中，这促使在未来的湍流模拟中纳入中性粒子以改进与实验的一致性。
引用
@article{arxiv.2310.17390,
title = {Validation of SOLPS-ITER Simulations against the TCV-X21 Reference Case},
author = {Y. Wang and C. Colandrea and D. S. Oliveira and C. Theiler and H. Reimerdes and T. Body and D. Galassi and L. Martinelli and K. Lee and TCV team},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.17390},
year = {2024}
}