WikiEdge:ArXiv速递/2024-08-28

ArXiv-2408.15807v1

• 标题：Simulation and analysis of a high-k electron scale turbulence diagnostic for MAST-U
• 中文标题：高-k 电子尺度湍流诊断的模拟与分析用于MAST-U
• 发布日期：2024-08-28 14:03:54+00:00
• 作者：David C. Speirs, Juan Ruiz-Ruiz, Maurizio Giacomin, Valerian H. Hall-Chen, Alan D. R. Phelps, Roddy Vann, Peter G. Huggard, Hui Wang, Anthony Field, Kevin Ronald
• 分类：physics.plasm-ph
• 原文链接：http://arxiv.org/abs/2408.15807v1

摘要：等离子体湍流在不同的空间和时间尺度上发挥着关键作用，决定了在托卡马克中可实现的约束水平，基于实验测量开发减少数值模型以考虑跨尺度湍流效应是一个重要步骤。MAST-U是一个设备齐全的设施，拥有测量等离子体边缘的离子和电子尺度湍流的仪器。然而，测量核心电子尺度湍流尤其在H模式下是具有挑战性的。通过一种新颖的合成诊断方法，我们展示了一种基于毫米波的集体散射仪器的模拟测量规格，该仪器经过优化以测量MAST-U核心和边缘的正常和双法向电子尺度湍流。我们开发了一个强大的建模框架，结合了光束追踪技术和回旋动力学模拟，以预测测量的灵敏度、定位和谱范围。对于重建的MAST 022769拍摄，预测在核心的最大可测归一化双法向波数为$k_{\perp} \rho_{e} \sim 0.6$，在踏板附近为$k_{\perp} \rho_{e} \sim 0.79$，定位长度$L_{FWHM}$范围从核心的$k_{\perp} \rho_{e} \sim 0.1$时的$\sim$ 0.4 m到$k_{\perp} \rho_{e} \sim 0.45$时的~0.08m。对022769拍摄的合成诊断分析使用CGYRO回旋动力学模拟谱显示，ETG湍流的波数峰值谱强度舒适地落在仪器的可测范围内，从核心到踏板。所提出的诊断为研究与即将进行的非感应微波驱动实验相关的新湍流和约束机制开辟了机会，并可以提供对跨尺度湍流效应的深入了解，同时适合在未来反应堆如STEP的燃烧等离子体场景中运行。