JT-60Uにおける3次元効果の大域的運動論シミュレーションを用いた実験解析

Experimental analyses of three-dimensional effect by global kinetic simulations in JT-60U

松岡 清吉 ; 井戸村 泰宏   ; 本多 充*; 佐竹 真介*; 鈴木 康浩*

Matsuoka, Seikichi; Idomura, Yasuhiro; Honda, Mitsuru*; Satake, Shinsuke*; Suzuki, Yasuhiro*

軸対称磁場を持つトカマク型装置の輸送現象において、コイル配置による誤差磁場など3次元摂動磁場の効果が注目されている。本研究では、最近開発された実験平衡版の大域的full-f運動論シミュレーションコードであるGT5Dを用いて、3次元摂動磁場を含んだJT-60U平衡を対象として実験解析を行い、既存の連成解析モデルと比較した。その結果、新古典輸送や径電場分布について定量的一致を確認し、摂動磁場により駆動される新古典トロイダル粘性についても定性的一致をみた。また、GT5Dを利用した実験解析では、従来手法と比べて数値計算コストの削減が可能であることも示した。

Effects of three-dimensional magnetic perturbation arising from e.g. error fields due to the imperfect coil manufacturing and installations, have attracted much attention in transport studies in axisymmetric tokamak plasmas. In this work, we performed global full-f gyrokinetic simulations for a JT-60U equilibrium which involve the three-dimensional perturbation by using experimental equilibrium version of a global full-f gyrokinetic simulation code, GT5D. Quantitative agreement of the neoclassical transport and the ambipolar radial electric field between GT5D and the existing couple analysis model is confirmed. And it is also confirmed that the neoclassical toroidal viscosity induced by the perturbation shows qualitative agreement with the couple analysis model. Furthermore, the numerical cost for the experimental analysis can be greatly reduced by using GT5D.