TOPICSとOFMCを用いたトロイダル運動量と径電場の輸送シミュレーション

Transport simulations of toroidal momentum and radial electric field using TOPICS with OFMC

本多 充; 林 伸彦; 滝塚 知典*; 藤田 隆明

Honda, Mitsuru; Hayashi, Nobuhiko; Takizuka, Tomonori*; Fujita, Takaaki

1.5次元輸送コードTOPICSに独自に導出したトロイダル運動量方程式を実装した。この方程式は熱粒子種で和を取ったトロイダル角運動量の時間発展を記述するものである。また、繰り返し計算なしに径電場を一意に決定することができる新たな枠組みを構築し、実装した。径電場を決定することにより、新古典輸送理論に基づき粒子種ごとの平行流とトロイダル流を計算することができる。TOPICSと高速イオン軌道追跡コードOFMCを組合せることで、密度,温度,安全係数のみならず、トロイダル運動量や径電場の時間発展も予測することができる。この枠組みの妥当性は実験データを用いて検証され、実験で観測されたトロイダル回転を再現する能力があることを示した。

A toroidal momentum solver has been derived for the 1.5D integrated transport code TOPICS from the equation of motion and it calculates the evolution of the toroidal angular momentum density summed over thermal species. A novel scheme that can uniquely determine the radial electric field Er without iterative calculations has been modeled and is also used to compute the parallel and toroidal flows for each species based on the neoclassical transport theory. The combination of TOPICS and OFMC enables us to predict the evolution of not only the density, temperature and safety factor but also the toroidal momentum and Er. The framework developed has been tested against experiments and showed the predictive capability of toroidal rotation.