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主プラズマと周辺プラズマ輸送の統合モデリング

Integrated modelling of core and SOL/divertor transports

清水 勝宏; 滝塚 知典; 星野 一生; 本多 充; 林 伸彦; 高山 有道*; 福山 淳*; 矢木 雅敏*

Shimizu, Katsuhiro; Takizuka, Tomonori; Hoshino, Kazuo; Honda, Mitsuru; Hayashi, Nobuhiko; Takayama, Arimichi*; Fukuyama, Atsushi*; Yagi, Masatoshi*

ダイバータコードSONICは、これまで炉心プラズマの境界でのイオンの粒子束,熱流束を入力データとして与え、周辺プラズマの密度,温度,流速の定常分布を求めている。しかし、粒子束,熱流束は、本来炉心プラズマの閉じこめ特性が決める。また、ダイバータ特性は、中性粒子,不純物の炉心への逆流,混入を通じて、炉心プラズマの閉じ込め特性に強い影響を与える。炉心とダイバータ特性の関連を明らかにするため、SONICコードと炉心プラズマ輸送コードとの結合を行う。このプロジェクトは、核燃焼プラズマシミュレーション計画(BPSI)のフレームワークの中で始まった。こうした結合において、問題となるのは、各コードは複数の開発者により同時に改良されているため、独自性を保ちながら結合する必要が有ることである。異なる複数のプログラムがMassage Passing Interface (MPI)によりデータを必要に応じて交換し、協調して計算を進めるシステム(MPMD: Multiple Program Multiple Data)の開発を行った。

In the integrated divertor code (SONIC), the particle and heat fluxes at the core edge are fixed at the given values as input parameters. However, these fluxes should be essentially determined by the plasma transport at the core edge. On the other hand, the SOL/divertor plasma has a strong effect on the core edge plasma through the particle source, the charge exchange loss and the impurity radiation. In order to study the divertor characteristics including such interactions, SONIC should be consistently coupled to a tokamak transport code. This project has started under the framework of Burning Plasma Simulation Initiative (BPSI) in Japan. On such code integration, it is serious problems that each code has been developed independently by different researcher and that integration must be performed with code improvement. We have developed a new MPMD (Multiple Program Multiple Data) computing system to solve such problems.

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