Benchmarking of flux-driven full-F gyrokinetic simulations

熱流束駆動型full-Fジャイロ運動論シミュレーションのベンチマーク

朝比 祐一*   ; Grandgirard, V.*; 井戸村 泰宏   ; Garbet, X.*; Latu, G.*; Sarazin, Y.*; Dif-Pradalier, G.*; Donnel, P.*; Ehrlacher, C.*

Asahi, Yuichi*; Grandgirard, V.*; Idomura, Yasuhiro; Garbet, X.*; Latu, G.*; Sarazin, Y.*; Dif-Pradalier, G.*; Donnel, P.*; Ehrlacher, C.*

トカマクプラズマにおける熱流駆動型のイオン温度勾配乱流を計算するために2つの大域的full-Fジャイロ運動論コードのベンチマークを行う。この目的のために、full-Fジャイロ運動論方程式を現実的な熱流束固定条件で計算するセミ・ラグランジアンコードGYSELA、および、オイラーコードGT5Dを採用する。時空間特性に注目して雪崩的な輸送現象を評価した。自己組織化臨界現象(SOC)的な振舞いを議論するために統計解析を実施し、両方のコードで高周波側でスペクトルからスペクトルへの遷移を確認した。このベンチマークに基づき、SOC的な振舞いは数値計算法に依存しないロバーストな特徴であることを検証した。

Two full-F global gyrokinetic codes are benchmarked to compute flux-driven ion temperature gradient turbulence in tokamak plasmas. For this purpose, the Semi-Lagrangian code GYSELA and the Eulerian code GT5D are employed, which solve the full-F gyrokinetic equation with a realistic fixed flux condition. Using the appropriate settings for the boundary and initial conditions, flux-driven ITG turbulence simulations are carried out. The avalanche-like transport is assessed with a focus on spatio-temporal properties. A statistical analysis is performed to discuss this self-organized criticality (SOC) like behaviors, where we found spectra and a transition to spectra at high-frequency side in both codes. Based on these benchmarks, it is verified that the SOC-like behavior is robust and not dependent on numerics.