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Full-f gyrokinetic simulation including kinetic electrons

運動論的電子を含むfull-fジャイロ運動論シミュレーション

井戸村 泰宏  

Idomura, Yasuhiro

本研究ではジャイロ運動論的トロイダル5次元full-fオイラーコードGT5Dにおいて、静電的イオン温度勾配駆動捕捉電子モード(ITG-TEM)乱流シミュレーションのための運動論的電子モデルを開発する。本モデルでは衝突過程と径電場の計算に完全な運動論的電子モデルを用いるが、運動論的アルフベン波の静電的極限で現れる高周波モードを回避するために、乱流揺動は捕捉電子のみの運動論的応答によって計算する。このモデルを用いて断熱的電子モデルと運動論的電子モデルによるITG乱流のfull-fジャイロ運動論シミュレーションの比較を行い、イオン乱流輸送への運動論的電子の影響を議論する。

We develop a kinetic electron model for electrostatic ion temperature gradient driven trapped electron mode (ITG-TEM) turbulence simulations in the Gyrokinetic Toroidal 5D full-f Eulerian code, GT5D. In the model, a full kinetic electron model is used for computing collisional processes and radial electric fields, while turbulent fluctuations are computed by kinetic response of trapped electrons only in order to avoid a high frequency mode, which appear as the electrostatic limit of kinetic Alfv$'e$n waves. By using this model, we compare full-f gyrokinetic simulations of ITG turbulence with adiabatic and kinetic electron models, and discuss influences of kinetic electrons on ion turbulent transport.

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