A Global collisionless PIC code in magnetic coordinates

磁気座標におけるグローバル無衝突PICコード

Jolliet, S.*; Bottino, A.*; Angelino, P.*; Hatzky, R.*; Tran, T. M.*; McMillan, B. F.*; Sauter, O.*; Appert, K.*; 井戸村 泰宏   ; Villard, L.*

Jolliet, S.*; Bottino, A.*; Angelino, P.*; Hatzky, R.*; Tran, T. M.*; McMillan, B. F.*; Sauter, O.*; Appert, K.*; Idomura, Yasuhiro; Villard, L.*

グローバルプラズマ乱流シミュレーションコードORB5について報告する。コードの大きな特徴は、直線磁力線座標を用い磁力線に沿ったフーリエフィルターを適用することによる数値ノイズ低減や時間ステップ幅の伸長により、処理性能を大幅に向上させたことである。また、もう一つの特徴は任意の軸対称理想MHD平衡配位を取り扱えることである。帯状流の解析解、及び、ほかのコードとの線形及び非線形テストにおいてコードの妥当性を検証した。

A global plasma turbulence simulation code, ORB5, is presented. A particular feature is the use of straight-field-line magnetic coordinates and a field-aligned Fourier filtering technique that dramatically improves the performance of the code in terms of both the numerical noise reduction and the maximum time step allowed. Another feature is the capability to treat arbitrary axisymmetric ideal MHD equilibrium configurations. The code is validated against an analytical theory of zonal flows and against other codes for a selection of linear and nonlinear tests.