Numerical study of neoclassical impurity transport using the code GT5D

GT5Dコードによる新古典不純物輸送の数値的検証

Obrejan, K.; 井戸村 泰宏   ; 本多 充*

Obrejan, K.; Idomura, Yasuhiro; Honda, Mitsuru*

タングステンのような重い不純物イオンの衝突性輸送、あるいは、新古典輸送に関して、ジャイロ運動論的full-fオイラーコードGT5Dの計算精度を検証した。タングステンの衝突性輸送は重水素や三重水素のような燃料イオンとの衝突相互作用によって決まる。重水素とタングステンの極端な質量比のために、衝突演算子は速度空間のマルチスケール問題となる。本研究では衝突演算子の数値的収束性を摩擦行列係数の評価によって検証し、重い不純物イオンの衝突性輸送理論を再現する上で必要な数値的解像度を明らかにした。

The numerical accuracy of the gyrokinetic full-f Eulerian code GT5D is studied with respect to collisional or neoclassical transport of heavy impurity ions such as tungsten. Collisional transport of tungsten is determined by its collisional interaction with fuel ions such as deuterium and tritium. Because of the extreme mass ratio between deuterium and tungsten, the collision operator becomes a multi-scale problem in velocity space. In this work, numerical convergence of the collision operator is examined by estimating friction matrix elements, and numerical resolution needed for recovering collisional transport theory of heavy impurity ions clarified.