Full-fジャイロ運動論シミュレーションにおける運動論的電子モデルの開発

Development of kinetic electron model in full-f gyrokinetic simulation

井戸村 泰宏   

Idomura, Yasuhiro

捕捉電子モード(TEM)を含む静電的な乱流輸送解析を目的としてジャイロ運動論的full-fオイラーコードGT5Dにおける運動論的電子モデルを開発した。このモデルは乱流場の計算において捕捉電子の運動論的応答と通過電子の断熱応答を仮定し、イオン-電子系の衝突過程は異種粒子フォッカー・プランク演算子で記述する。捕捉電子モードの線形成長率、イオン-電子系の新古典輸送等の再現に成功し、減衰乱流シミュレーションによって非線形の臨界温度勾配を発見した。

To analyze electrostatic turbulence including trapped electron modes (TEMs), a kinetic electron model is developed in the gyrokinetic full-f Eulerian code GT5D. This model computes turbulent fields by assuming kinetic trapped electrons responses and adiabatic passing electrons, and describes collisional processes of the ion-electron system using multi-species Fokker-Planck operator. Linear growth rates of ITG-TEMs and ion-electron neoclassical transport are successfully reproduced, and a nonlinear critical temperature gradient is found by decaying turbulence simulations.