Simulation technique of free-boundary equilibrium evolution in plasma ramp-up phase

プラズマ立ち上げフェーズにおける自由境界平衡発展のシミュレーション技法

本多 充

Honda, Mitsuru

プラズマ体積拡大フェーズにおけるトカマクの輸送シミュレーションを行うために、統合輸送コードTOPICSの輸送・平衡ソルバーを矛盾なく結びつけるための新しい方法を記述している。TOPICSに実装されている磁束保存トカマク平衡解法は輸送ソルバーと高い親和性を持っているが、それ単体では時間発展する平衡のトロイダル磁束を評価することができない。そこで、平衡の時間発展をグラッド・シャフラノフ方程式の反復解によるトロイダル磁束の決定とFCT解法の組合せによってモデル化する。開発された新しい方法はJT-60Uの体積拡大シミュレーションに適用される。

We describe a new scheme for a consistent linkage between the transport and equilibrium solvers in the integrated transport code TOPICS for a transport simulation in tokamaks during a plasma volume ramp-up phase. Although the flux conserving tokamak (FCT) equilibrium solver implemented in TOPICS is well consistent with the transport solver, it cannot evaluate a toroidal magnetic flux associated with an evolving equilibrium by itself. The evolution of the equilibrium is then modelled with a combination of the determination of the toroidal magnetic flux by the iterative solution of the Grad-Shafranov equation and the FCT scheme. The new scheme developed is applied to a predictive simulation with the volume expansion in JT-60U.