Linear comparison of gyrokinetic codes with trapped electrons

捕捉電子を含むジャイロ運動論コードの線形ベンチマーク

Rewoldt, G.*; Lin, Z.*; 井戸村 泰宏   

Rewoldt, G.*; Lin, Z.*; Idomura, Yasuhiro

イオン温度勾配駆動(ITG)モード及び捕捉電子モード(TEM)の成長率及び実周波数に関して、トロイダル配位におけるジャイロ運動論方程式を解く3つのコードを線形計算において比較した。ここで、3つのコードとは、大域的配位におけるPICモデルの初期値問題コードであるジャイロ運動論的トロイダルコードGTC及びGT3D、そして、局所的配位における連続体モデルの固有値問題コードFULLである。基準磁気面において同じ標準入力パラメータを与えた計算において、捕捉電子を含まない(すなわち、断熱的電子応答を用いた)計算及び含む計算のどちらにおいても、磁力線と垂直方向の波数、あるいは、イオン温度勾配入力パラメータを変化させたときに、線形固有周波数は3つのコードでよく一致した。

Three codes that solve the gyrokinetic equation in toroidal geometry are compared in the linear limit for the growth rates and real frequencies of the ion temperature gradient (ITG) mode and the trapped electron mode (TEM). The three codes are the gyrokinetic toroidal code (GTC) and GT3D, both of which are radially-global particle-in-cell initial value codes, and FULL, which is a radially-local continuum eigenvalue code. With the same standard input parameters on a reference magnetic surface, the three codes give good agreement for the linear eigenfrequencies, both without (i.e., with adiabatic electron response) and with trapped electrons, as the perpendicular wavenumber and the ion temperature gradient input parameters are varied.