Gyrokinetic investigation of the damping channels of Alfvén modes in ASDEX Upgrade
托卡马克中能量粒子驱动的Alfvénic不稳定性的线性失稳和非线性饱和强烈依赖于阻尼通道。在这项工作中，无碰撞阻尼机制的Alfvénic模式进行了研究的陀螺框架内，通过全球模拟与粒子在细胞代码ORB 5，并与本征值代码LIGKA和简化模型进行比较。特别是，连续阻尼和朗道阻尼（离子和电子）被认为是。电子朗道阻尼被发现是占主导地位的离子朗道阻尼实验相关的情况下。作为应用，对ASDEX Upgrade中由超环面引起的Alfvén本征模和能量粒子驱动模的线性和非线性动力学进行了理论研究，并与实验测量结果进行了比较.
2019-10-31 physics.plasm-ph
Electron runaway in ASDEX Upgrade experiments of varying core temperature
在ASDEX升级材料注入实验中，大量破坏后逃逸电子电流的形成由逃逸电子的小种子种群的雪崩倍增确定。对于这些情况下的调查，逃逸电子的描述耦合1.5D传输求解器ASTRA-STRAHL的流体模型描述热尾机制引起的电子逃逸进行了修改。应用于ASDEX升级放电#33108中的组合背景等离子体演化、材料注入和逃逸电子生成的模拟中，用于电子逃逸的Dreicer和热尾机制都仅产生$\sim$ 3 $~$ kA的逃逸电流。在较冷的等离子体与核心电子温度$T_\mathrm{e,c}$低于9 $~$ keV，后中断失控电流被预测为不敏感的初始温度，与实验观察。然而，在更热的等离子体与$T_\mathrm{e,c} > 10~\mathrm{keV}$，热尾失控可以增加高达一个数量级，大大有助于总的破坏后失控电流。然而，在ASDEX升级高温失控实验中，尽管初级和次级失控条件有利，但在中断结束时没有观察到失控电流。
2021-05-07 physics.plasm-ph
MHD simulations of small ELMs at low triangularity in ASDEX Upgrade
由于与I型ELM相关的风险，为热核实验堆制定小型和无ELM制度是一个高度优先的议题。考虑非线性扩展MHD模拟的ASDEX升级托卡马克的JOREK代码，我们探测制度，完全避免了I型ELMs提供的分界线密度是足够高的。在这个政权的基座的动态观察到定性类似于所谓的准连续排气（QCE）制度在几个方面。重复的I型ELMs由剥离气球模式（具有主导气球特征）引起的大致恒定水平的向外传输所取代，这些模式局限于封闭区域的最后5%（在归一化极向通量中）。模拟的低三角形等离子体过渡到I型ELMy H-模式，如果分界线密度充分降低，或者如果输入加热功率充分增加。的稳定因素，发挥了作用，在抑制小ELMs也研究通过分析模拟，包括抗磁效应在模拟中的重要性被突出。通过考虑在基座电阻率扫描，并通过测量极向速度的模式（并比较理想和电阻模式的理论估计），我们确定了潜在的不稳定性电阻剥离气球模式。将电阻率降低到低于实验相关条件（即，趋向理想MHD），将基座限制在I型ELM稳定性边界以下的剥离-膨胀模式显示出急剧下降的生长速率。
2021-10-15 physics.plasm-ph
Sensitivity of Microwave Interferometer in the Limiter Shadow to filaments in ASDEX Upgrade
限幅阴影微波干涉仪（MILS）是安装在ASDEX升级版上的一种新型诊断仪，用于测量远刮离层（SOL）的电子密度。在所选的47 GHz频率下，测量区域在限制器前后的几厘米内变化，这取决于密度。200 kHz数据采集允许解析瞬态事件，如边缘局部模式（ELM）细丝和湍流细丝。穿过等离子体的微波束的测量量、相移和功率衰减与密度直接相关，并且不依赖于任何其他等离子体量。在这项工作中，我们分析了一个附加扰动对MILS信号的影响。采用了简单的长丝表示，与实验长丝性能相关的参数，为ASDEX升级报告。在COMSOL软件中使用RAPLICASOL进行正演模拟，以研究MILS综合诊断对细丝存在的响应。定性和定量的依赖关系和MILS的敏感性的细丝，或在远SOL的密度扰动的边界一般，概述。
2021-10-04 physics.plasm-ph
Gyrokinetic modelling of the Alfvén mode activity in ASDEX Upgrade with an isotropic slowing-down fast-particle distribution
在本文中，阿尔文模式的演变研究在一个现实的ASDEX升级平衡通过分析与全球，电磁，gyrokinetic粒子在细胞代码ORB 5的模拟结果。高能粒子的建模都通过新实施的各向同性减速和麦克斯韦分布函数。数值结果的比较表明，建模的高能粒子与等效麦克斯韦，而不是与减速，不影响驱动阿尔文模式的频率，而其增长率似乎被低估了一个数量的差异高达近30%。此外，各向同性慢化的选择允许一个更好的描述的非线性修改的主要阿尔文模式的频率，而一个等效的麦克斯韦低估它。
2022-03-01 physics.plasm-ph
Design and simulation of an Imaging Neutral Particle Analyzer for the ASDEX Upgrade tokamak
为ASDEX升级（AUG）托卡马克装置设计了成像中性粒子分析仪（INPA）诊断装置。AUG INPA诊断将测量CX反应后逃逸等离子体的快速中性粒子。中性粒子将被20 nm碳箔电离，并通过局部磁场偏转到闪烁体。使用中性束注入器（NBI）作为中性粒子的有源源将提供径向分辨的测量，而使用闪烁体作为有源元件将使我们能够以前所未有的相空间分辨率覆盖NBI线上的整个等离子体（$ < $ 12 keV和8 cm）和快速时间响应（高分辨率采集系统高达1 kHz，低分辨率采集系统高于100 kHz）;使其适合于研究相空间中的局部快离子再分布。
2022-03-24 physics.plasm-ph
Non-linear modeling of the plasma response to RMPs in ASDEX Upgrade
ASDEX升级中的等离子体对共振磁扰动（RMP）的响应是用非线性电阻MHD代码JOREK建模的，使用尽可能匹配实验的输入轮廓。在实验中边缘局部化模式得到最佳缓解的RMP配置与建模中在X点附近观察到的最大边缘扭结响应相关。在边缘共振表面$q = m/n$上，m + 2扭折分量与m共振分量之间的耦合引起共振磁扰动的放大.各态历经性和共振放大引起的X点附近的三维位移只能部分解释实验中观察到的密度泵出现象。
2016-02-24 physics.plasm-ph
Gyrokinetic studies of core turbulence features in ASDEX Upgrade H-mode plasmas
陀螺动力学验证研究是至关重要的发展信心的模型纳入数值模拟，从而提高其预测能力。作为这个方向的一步，我们模拟ASDEX升级与GENE代码放电，并分析各种波动量，并将它们与实验测量值进行比较。采取的办法如下。首先，进行线性模拟，以确定湍流状态。其次，在非线性模拟的热通量匹配实验通量通过改变对数离子温度梯度内预期的实验误差酒吧。最后，详细分析了各参量与离子温度梯度的关系。它被发现，密度和温度的波动可以显着变化，在这个参数的微小变化，从而与实验比较非常敏感的实验配置文件中的不确定性。然而，交叉相位是更强大的，这表明他们是更好的观测陀螺动力学模拟和实验测量之间的比较。
2015-01-21 physics.plasm-ph
Self-consistent modeling of runaway electron generation in massive gas injection scenarios in ASDEX Upgrade
我们提出了第一个成功的模拟诱导中断ASDEX升级从大量的材料注入（MMI）建立逃逸电子（RE）束，从而涵盖了预热淬火，热淬火和电流淬火（CQ）的放电。对于未来的强流聚变装置，如ITER，通过MMI成功抑制RE对于确保容器的结构完整性至关重要。为了计算研究MMI，背景等离子体响应和RE生成之间的相互作用，开发了一个基于1.5D传输代码耦合ASTRA-STRAHL的工具包。电子逃逸描述的国家的最先进的减少动力学模型中存在的部分电离杂质。应用于ASDEX升级放电#33108的氩MMI，实验测量的关键等离子体参数，如线平均电子密度的时间演变，等离子体电流衰减率和后CQ RE电流，很好地再现了模拟。杂质离子通过新经典过程和$q = 2$有理面内规定的附加效应的联合作用被输送到中心等离子体中，以解释实验时间尺度。因此，通过强杂质辐射诱导热崩溃，产生大量的RE人口实验观察。
2020-03-02 physics.plasm-ph
Non-linear modeling of the threshold between ELM mitigation and ELM suppression by Resonant Magnetic Perturbations in ASDEX Upgrade
边缘局域模（ELMs）和共振磁扰动（RMP）之间的相互作用建模与磁流体动力学代码JOREK使用ASDEX升级放电的实验参数。当撕裂和剥离扭结响应的放大导致更好的RMP渗透时，ELM减轻或抑制是最佳的。ELM的缓解或抑制不仅是由于压力梯度的减小，而且主要是由于ELM和等离子体边缘处的RMP诱导模式之间的环形耦合，迫使边缘模式在低水平下饱和。当RMP幅度增加时，观察到从ELM缓解到ELM抑制的分叉。ELM缓解的特征在于在边缘处旋转模式，而锁模到RMP是由ELM抑制制度中的电子垂直流的共振制动引起的。
2019-06-03 physics.plasm-ph
The separatrix operational space of next-step fusion experiments: From ASDEX Upgrade data to SPARC scenarios
本文提出并验证了分离面运行空间（SepOS）框架，用于预测无ELM准连续排热运行的可达性，并通过ASDEX Upgrade数据和多装置定标验证，成功为SPARC确定了可行的QCE运行点。
2024-07-18 physics.plasm-ph
ExB analyzer for fast ion temperature measurements in scrape-off layer of the ASDEX Upgrade and COMPASS tokamaks
离子温度的刮削层是一个重要的量，但很少在高时间分辨率测量。为了实现快速测量间歇性事件，如斑点，一种新的ExB分析仪已被设计。使用E $\times$ B分析仪进行测量不需要电压扫描，而是记录直流偏置集电极上的离子电流，这意味着时间分辨率仅受数据采集系统和放大器电子器件的采样频率限制，这超过了感兴趣事件的典型时间尺度（约10微秒）。该分析仪配备了优化的刀口形状的入口狭缝，减少了选择性离子损失，提高了整体离子传输。分析仪的设计与第一次采集的信号和重建的温度。
2016-12-14 physics.plasm-ph
Non-linear extended MHD simulations of type-I edge localised mode cycles in ASDEX Upgrade and their underlying triggering mechanism
一个触发机制负责的边缘局域模式（ELMs）在融合等离子体中的爆炸性发作确定的执行，第一次，重复的I型ELMs的非线性磁流体动力学模拟。简单地说，ELM崩溃之前，不稳定和稳定条款的影响，在不同的时间尺度由一个越来越遍历磁场之间的非线性相互作用所造成的轴对称背景等离子体和增长的非轴对称扰动。时间尺度的分离促使ELM崩溃的爆炸性增长，即比指数增长更快，持续${\sim}$ 500 $μ$ s。模拟的ELM碰撞的持续时间和大小与ASDEX升级中的I型ELM在质量上进行了比较。正如I型ELM所预期的那样，获得了模拟中的加热功率与ELM重复频率之间的正比关系。这里提出的模拟是一个重要的一步，朝着预测建模的ELMs和评估缓解技术在ITER和其他未来的托卡马克。
2020-10-26 physics.plasm-ph
Validation of gyrokinetic modelling of light impurity transport including rotation in ASDEX Upgrade
升级的光谱硬件和改进的杂质浓度计算允许精确测定ASDEX升级托卡马克中的硼密度。硼测量的数据库进行比较，包括科里奥利和离心旋转效应的范围内的H-模式等离子体制度的准线性和非线性陀螺动力学模拟。测得的硼分布的峰值显示出很强的反相关性与等离子体旋转梯度，通过理论解释和再现的关系。它表明，由旋转梯度驱动的rotodiffusive杂质通量所需的建模，以重现在较高的旋转梯度的空心硼型材。非线性模拟验证了准线性的方法，并与垂直流剪切，表明每个对称性破缺机制，导致动量传输也耦合到rotodiffusion。在较低的旋转梯度，平行的压缩对流是需要匹配的最峰值硼配置文件。这两个数据集可能的错误的敏感性进行了研究，定量协议内发现估计的不确定性。所使用的方法可以被认为是一个模板，用于减轻模拟和实验之间的定量比较的不确定性。
2013-04-19 physics.plasm-ph
An experimental investigation on the high density transition of the Scrape-off Layer transport in ASDEX Upgrade
一个多诊断的方法，利用朗缪尔探针在中平面，X点和偏滤器壁，以及锂束和红外测量评估的ASDEX升级的刮除层（SOL）的演变在L-模式密度过渡导致形成的密度肩。SOL密度分布的平坦化与细丝的状态变化有关，细丝变得更快和更大，并且与$q_{\parallel}$分布的类似平坦化有关。这一转变与偏滤器外分离的开始有关，并导致SOL中速度剪切层的出现。实验测量是在良好的协议与几个灯丝模型描述的过程作为一个过渡从传导到对流为主的SOL垂直运输所造成的平行碰撞性的增加。这些结果可能具有很大的相关性，因为ITER和DEMO都将在很大程度上超过过渡值的分离偏滤器和密度，因此可能会表现出与当今设备中通常观察到的不同的对流传输水平。
2014-07-14 physics.plasm-ph
Improved Collective Thomson Scattering measurements of fast ions at ASDEX Upgrade
了解受限快离子的行为在当前和未来的聚变实验中都是重要的。这些离子在加热等离子体方面起着关键作用，对于在下一步聚变装置中实现燃烧等离子体的条件至关重要。基于微波的集体汤姆森散射（CTS）非常适合反应堆条件，并通过提供在空间、时间和一维速度空间中解析的受限快离子分布函数的测量来提供这样的机会。我们目前在ASDEX升级中使用回旋管运行CTS系统，该回旋管产生105 GHz的探测辐射。使用两个独立的接收器系统的新设置已经能够改进背景信号的减法，因此第一次准确表征快离子特性。在这里，我们回顾了这种新的双接收器CTS设置和目前的结果快离子测量的基础上改进的背景表征。这些结果是在有和没有NBI加热的情况下以及在测量体积靠近等离子体中心的情况下获得的。测量同意定量与数值模拟的预测。因此，在ASDEX升级中进行快离子动力学的CTS研究现在是可行的。新的背景减除技术对其他聚变实验中CTS系统的设计具有重要意义。
2013-10-09 physics.plasm-ph
Reduced kinetic modelling of shattered pellet injection in ASDEX Upgrade
Max Planck Institute for Plasma Physics（马普等离子体物理研究所）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本文通过简化动力学建模重现 ASDEX Upgrade 破碎弹丸注入实验的关键趋势，验证了该方法对辐射能量份额、电流猝灭及逃逸电子抑制的预测能力，并揭示了碎裂统计涨落仅在中等氖掺杂时显著影响破裂动力学。
2026-09-25 physics.plasm-ph
A fast acquisition rate system for charge exchange measurements at the plasma edge at the ASDEX Upgrade tokamak
在这项工作中，一种新型的高通量Czerny-Turner光谱仪已被开发，它允许同时获得多个通道的重复时间在不同波长的\SI{10}{\us}的顺序。光谱仪已被耦合到边缘电荷交换复合系统在ASDEX升级，最近已翻新的新视线。将介绍新装置的结构特点、校准方法和初始测量结果。
2016-11-21 physics.ins-det physics.plasm-ph
Spatiotemporal analysis of the runaway distribution function from synchrotron images in an ASDEX Upgrade disruption
利用同步辐射诊断工具SOFT和耦合流体动力学模拟分析了ASDEX升级放电中被氩气注入破坏的逃逸电子（RE）的同步辐射图像。我们表明，失控分布的演变是很好地描述了初始热尾种子人口，这是加速到25-50兆电子伏之间的能量在电流淬火，连同雪崩失控尾巴，它具有指数下降的能谱。我们发现，虽然雪崩分量进行了绝大多数的电流，它是高能量的种子残余，占主导地位的同步辐射。从流体动力学模拟的见解，失控的种子组件的演变的分析模型的开发和用于重建的RE束的径向密度分布。分析表明，所观察到的变化的同步辐射图案从圆形到新月形的逃逸密度的径向轮廓的快速重新分布所造成的。
2021-02-05 physics.plasm-ph
Theoretical description of heavy impurity transport and its application to the modelling of tungsten in JET and ASDEX Upgrade
核心重杂质输运的理论为基础的模拟的最新发展，并示出是必要的定量描述目前的实验在JET和ASDEX升级。重杂质的处理因其大的质量和电荷而变得复杂，这导致对等离子体旋转或等离子体中的任何小的背景静电场（诸如由各向异性外部加热产生的静电场）的强烈响应。这些力量导致强烈的极向不对称的杂质密度，最近被添加到数值工具描述新古典和湍流运输。稳态的二维钨杂质分布的建模预测进行了比较，从软X射线诊断解释的实验密度。建模确定新古典运输增强极向不对称的主要机制负责钨积累在中央核心的等离子体。根据散装等离子体的配置文件，新古典温度屏蔽可以防止积累，并可以通过外部加热的物种，在ICRH等离子体中证明了这一点。
2014-07-04 physics.plasm-ph
Characteristics of the Alfvénic activity during the current quench in ASDEX Upgrade
该研究针对ASDEX Upgrade装置中MGI诱发破裂电流猝灭阶段的阿尔芬活动，通过模追踪分类、线性模拟验证及统计分析，明确其为全局阿尔芬本征模且频率扫动源于连续谱变化，同时证实其与后续逃逸电子束动力学无显著关联。
2024-02-02 physics.plasm-ph
Sawtooth control using electron cyclotron current drive in the presence of energetic particles in high performance ASDEX Upgrade plasmas
使用可操纵电子回旋加速器电流驱动（ECCD）的锯齿控制已在ASDEX升级等离子体中得到证实，等离子体核心中有大量高能离子和长的不受控制的周期。当ECCD共振扫到q = 1表面的内部时，发现周期被最小化。通过在q = 1内使用ECCD进行控制，即使在比ITER基线情景中预期的压力高得多的压力下，也可以避免触发新古典撕裂模式。当锯齿触发新古典撕裂模式时，与不进行反流控制的相同放电相比，当仅使用适度的ECCD功率进行反流控制时，已实现在高出25%的标准化压力下的操作。模拟表明，由ECCD引起的局部磁剪切的变化所产生的不稳定能够与q = 1表面内的高能粒子的稳定影响相竞争。
2013-06-28 physics.plasm-ph
Reduced model for H-mode sustainment in unfavorable $\mathbf{ \nabla B}$ drift configuration in ASDEX Upgrade
本文将基于交换-漂移-Alfvén湍流的H模维持约化模型扩展至不利$\ abla B$漂移实验，结合磁剪切诱导的Reynolds应力理论，成功重现了进入条件的不对称性，且其径向电场预测与实验及模拟一致。
2023-10-19 physics.plasm-ph
Global gyrokinetic simulations of intrinsic rotation in ASDEX Upgrade Ohmic L-mode plasmas
ASDEX升级（AUG）等离子体的非线性，径向全球，湍流模拟和非线性产生的本征流显示协议的欧姆L模式等离子体的核心在标称参数测量的本征流梯度。利用动力学电子模型的模拟显示中空的本征流剖面中所看到的在类似的等离子体参数进行的实验的主要数量。此外，与之前的通量管分析相比，观察到明显更大的流量梯度（Hornsby等人{ \it Nucl. Fusion}（2017））。绝热电子模型模拟可以示出在相对于动力学电子模拟的梯度中具有相反符号的流动轮廓，这意味着由于动力学电子而导致的残余应力的符号的反转。本征流的形状在很大程度上取决于密度梯度分布。计算了残余应力对密度分布曲率变化的敏感性，发现其明显强于对新古典流的敏感性（Hornsby等人{ \it Nucl. Fusion}（2017））。这种变化本身就足以解释在某些AUG实验中看到的本征流梯度的大变化。对湍流对称性破缺特性的分析表明，剖面剪切是产生有限平行波数的主要机制，湍流梯度效应对平行波矢量的贡献较小。
2018-01-31 physics.plasm-ph
Kinetic modelling of runaway electron generation in argon-induced disruptions in ASDEX Upgrade
大量的材料注入已经被提出作为一种方法来减轻形成的相对论逃逸电子束，可能会导致在托卡马克等离子体中断。在本文中，我们分析了在11个ASDEX升级放电中观察到的失控生成，其中使用大量气体注入触发中断。我们提出了数值模拟的情况下，在轴上等离子体条件的特点，实验观测的约束下，使用的描述与自洽电场和温度演化的失控动力学在二维动量空间和零维真实空间。我们描述的电子分布函数的演变过程中的中断，并显示，失控的种子代占主导地位的热尾在所有的模拟放电。我们重现所观察到的依赖性的电流耗散率在失控的平台阶段的注入氩气的量。我们的模拟还表明，在注入氩气的阈值量以上，电流淬灭后的电流密度强烈依赖于氩气密度。在实验中没有观察到这种趋势，这表明0 D动力学模型未捕获的效应-例如失控的种子运输-也很重要。
2020-08-27 physics.plasm-ph
Direct observation of current in type I ELM filaments on Asdex Upgrade
磁约束等离子体经常受到弛豫振荡伴随着大的输运事件。这是特别的情况下，高约束制度的托卡马克，这些事件被称为边缘局域模式（ELMs）。它们导致高约束的暂时击穿，并导致面向等离子体的部件上的高功率负载。ELM产生的现有理论依赖于边缘电流和边缘压力梯度超过临界值的组合效应，这导致中间模式数（$n \cong 10-15$）结构（\emph{filaments}）定位在垂直平面中并沿着场线延伸。它在这里示出的详细的本地化测量的三个组件的磁场扰动进行的一个单独的I型ELM灯丝，这些灯丝携带大量的电流。这些观测结果为了解ELM的动力学提供了必要的信息。
2011-01-14 physics.plasm-ph
Global gyrokinetic simulations of ASDEX Upgrade up to the transport time-scale with GENE-Tango
准确描述湍流的传输时间尺度是必不可少的预测核心等离子体的配置文件，并使可靠的计算设计先进的方案和未来的设备。在这里，我们利用湍流和运输时间尺度之间的间隙分离，并耦合全球gyrokinetic代码GENE的运输求解器探戈，包括动力学电子，碰撞，现实的几何形状，环形旋转和电磁效应的第一次。这种方法克服了陀螺动力学代码的局限性，并使高保真度的轮廓计算在实验相关的等离子体条件下，显着降低了计算成本。我们目前的数值计算结果的GENE-Tango两个ASDEX升级放电，其中之一表现出明显的峰化的离子温度分布没有重现TGLF-ASTRA。我们表明，GENE-Tango可以正确捕获实验中观察到的离子温度峰值。通过在GENE模拟中保留不同的物理效果，例如，碰撞，环向旋转和电磁效应，我们证明了离子温度分布的峰值是由于电磁效应的亚边缘MHD不稳定性。基于这些结果，预期的GENE-Tango加速的ITER标准方案是大于两个数量级相比，一个单一的gyrokinetic模拟运输时间尺度，可能使第一原理ITER模拟可行的当前计算资源。
2022-04-12 physics.plasm-ph
Effect of sonic poloidal flows in determining flow and density asymmetries for trace impurities in the tokamak edge pedestal
用解析和数值方法研究了托卡马克等离子体边缘座中微量杂质极向流和环向流的结构。平行动量平衡分析保留以下条款：极向和环形离心力（惯性），压力，电力，和摩擦力。它表明，当极向流是这样的，以产生一个适当定义的马赫数的单位阶通量表面上的某处，激波阵面可以形成。激波阵面可以改变极向弧上流动和密度分布的非对称结构。预测的理论显示对ASDEX升级托卡马克的实验观测，表现出良好的定性和定量的协议，如果与极向流的惯性项被保留。
2015-03-15 physics.plasm-ph
Hollow toroidal rotation profiles in strongly electron heated H-mode plasmas in the ASDEX Upgrade tokamak
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Department of Applied Physics and Applied Mathematics, Columbia University（哥伦比亚大学应用物理与应用数学系）；VTT（芬兰技术研究中心VTT）
本研究探讨了ASDEX升级托卡马克中强电子回旋共振加热条件下I型ELMy H模式等离子体环形动量输运特性，发现强电子加热下空心旋转剖面的形成机制，揭示了内在扭矩与向内对流对维持有利旋转剖面的重要性。
2026-04-01 physics.plasm-ph
Nonlinear generation of global zonal structures in gyrokinetic simulations of TCV and ASDEX Upgrade magnetic configurations
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；De Vinci Higher Education, De Vinci Research Center（德芬奇高等教育，德芬奇研究中心）；Institute of Physics, University of Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学物理研究所）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Swiss Plasma Center（洛桑联邦理工学院，瑞士等离子体中心）
本文通过gyrokinetic模拟研究了非线性生成全球环向结构在TCV和ASDEX Upgrade磁约束配置中的作用机制。
2026-03-09 physics.plasm-ph
Nonlinear dynamics of energetic-particle driven geodesic acoustic modes in ASDEX Upgrade
托卡马克中的湍流产生径向剪切带状流。由于磁场曲率的作用，出现了它们的振荡对应物测地声学模（GAM）。各向异性的高能粒子（EP）可以驱动GAM不稳定，导致形成全局径向结构，称为EGAM。EGAM可以通过无碰撞的波粒相互作用将EP能量重新分配给体等离子体。以这种方式，EGAM可能有助于等离子体加热。因此，研究EGAM的性质，特别是在速度空间中的性质，对于精确理解托卡马克等离子体中的输运现象是必要的。在这项工作中，EGAM的非线性动力学不考虑模式与湍流的相互作用的模式粒子共振（MPR）的诊断实施的帮助下，在全球gyrokinetic粒子在细胞代码ORB5。ASDEX升级放电被选为本次调查的参考案例，由于其丰富的EP非线性动力学。实验相关的磁场配置，热物种的配置文件和EP密度配置文件采取EGAM啁啾建模和可用的经验数据的比较。同样的磁配置被用来探索能量转移的模式，从高能粒子的热等离子体，包括动力学电子效应。对于一个给定的EGAM水平的等离子体加热的模式可以显着增强通过改变EP参数。电子动力学降低了EGAM饱和幅度，从而降低了等离子体加热，即使模式将其能量传递给热离子比电子多得多。
2020-03-27 physics.plasm-ph
Divertor Heat Load in ASDEX Upgrade L-Mode in Presence of External Magnetic Perturbation
能量耗尽是未来聚变装置的主要挑战之一。施加非轴对称外部磁扰动是一种技术，研究，以减轻或抑制大的边缘本地化模式，伴随着高约束制度在托卡马克。外部磁场扰动使托卡马克的轴对称性发生制动，并导致偏滤器靶上的二维热流分布。利用ASDEX Upgrade软件研究了L模式稳态放电条件下偏滤器外靶的二维热流分布。热通量的2D特性的幅度取决于边缘处的场线之间的对准和所施加的磁扰动谱的真空响应。2D特征随着密度的增加而降低。偏滤器加宽$S$随密度的增加而增加被提议作为主要致动器。这是支持一个通用的模型，使用场线跟踪和真空场的方法，是在定量协议与测得的热通量。扰动的热通量，平均超过一个完整的环形旋转的磁扰动，是相同的非扰动热通量没有磁扰动。与未扰动参考相比，输运限定符、功率衰减长度$λ_q$和偏滤器展宽$S$在不确定性范围内是相同的。没有观察到额外的跨场传输。
2017-03-09 physics.plasm-ph
The impact of plasma turbulence on atomic reaction rates in the detached ASDEX Upgrade divertor
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）
研究等离子体湍流对原子反应速率的影响，发现分离态下湍流波动显著降低离子化和辐射速率，导致粒子源减少50%。
2026-03-31 physics.plasm-ph
First predictive simulations for deuterium shattered pellet injection in ASDEX Upgrade
本文首次用JOREK MHD程序模拟了氘碎丸注入ASDEX升级版H模等离子体的过程。在大多数模拟中，电阻率增加一个数量级，以降低计算成本并允许广泛的参数扫描。研究了各种物理参数对MHD活动和热猝灭（TQ）动力学的影响，显示了MHD对烧蚀的影响。在大多数模拟中，TQ在注入后快速获得，典型持续时间为100微秒，在较低电阻率下减慢。虽然在模拟中n=1的磁扰动占主导地位，环形谐波n=10的等离子体核心的随机化和随机运输作出贡献。TQ后的密度分布在几百微秒内保持中空。然而，当通量表面围绕磁轴重新形成时，密度再次变得单调，这表明逃逸电子避免/减轻的有益行为。在注入$10^{21}$原子的情况下，TQ通常是不完整的，并且当碎片到达q=2有理表面时被触发。当注入的原子数量较多时，TQ甚至可以在碎片到达这个表面之前就开始了。对于这里考虑的低场侧注入，在消融区域中观察到向外对流单体的重复形成，从而减少材料同化。负责的是高密度云的压力突然上升，当随机区域进一步膨胀时，从热核心释放热量。在TQ之后，麦克斯韦应力产生了强烈的剪切极向旋转，这有助于重新形成通量面。
2019-12-29 physics.plasm-ph
Flux-driven integrated modelling of main ion pressure and trace tungsten transport in ASDEX Upgrade
托卡马克堆芯等离子体中重杂质的新经典输运和湍流输运由主离子温度、密度和环向旋转分布决定。因此，为了理解和防止W积累的实验行为，通量驱动的集成建模的主离子热和粒子传输在多个约束时间是一个重要的先决条件。第一次，准线性gyrokinetic代码ZH-LiKiz已被应用于成功预测的核心动力学剖面在ASDEX升级H模式放电的湍流为主的区域内的综合建模套件JETTO。新古典贡献计算NCLASS;辅助热和粒子沉积配置文件由于NBI和ECRH规定从以前的分析与TRANSP。湍流和新古典的贡献是不够的，在解释主离子热量和粒子运输内的$q=1$表面，需要处方进一步的运输系数，以模仿中央运输的MHD活动的影响。在$ρ_\mathrm{tor} = 0.85$处的模拟边界处的离子与电子温度比在显著超过1时稳定离子尺度模式，同时不稳定ETG模式。使用高斯过程回归技术的实验测量进行仔细分析，以探索合理的不确定性。在以下微量W杂质输运模拟进行额外的近地天体，新古典运输下考虑极向不对称单独被发现是不足以建立中空的中心W密度分布。只有当假设饱和$(m,n)=(1,1)$ MHD模式对重杂质输运的直接影响时，才有可能重现实验测量的这些条件。
2020-02-03 physics.plasm-ph
SOLPS-ITER numerical evaluation about the effect of drifts in a divertor configuration of ASDEX-Upgrade and a limiter configuration of J-TEXT
本文利用SOLPS-ITER对比模拟AUG偏滤器与J-TEXT限制器位形，揭示完整漂移和电流对附着/脱靶工况下靶板温度、离子通量及中性密度分布的影响。
2023-01-11 physics.plasm-ph
Quantitative 3D non-linear simulations of shattered pellet injection in ASDEX Upgrade using JOREK
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Beihang University（北京航空航天大学）；ITER Organization（国际热核聚变实验堆组织）；Institute of Plasma Physics of the CAS（捷克科学院等离子体物理研究所）；CEA/IRFM（法国原子能和替代能源委员会/核聚变研究集成设施）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
利用JOREK对ASDEX升级装置碎屑注入进行定量三维非线性模拟，以优化参数并验证模型预测。
2026-02-13 physics.plasm-ph
Simulation of Shattered Pellet Injections with Plasmoid Drifts in ASDEX Upgrade and ITER
本文在 DREAM 中实现烧蚀云漂移半解析模型，验证其对 ASDEX Upgrade SPI 实验的再现能力，并预测 ITER 错时 SPI 破裂缓解中漂移对同化率和 RE 电流的影响。
2025-06-15 physics.plasm-ph
Pre L-H Transition Radial Electric Field and Transport Validations of Edge and Scrape-off Layer Gyrokinetic Simulations at ASDEX Upgrade
IPP（马普等离子体物理研究所）
通过全f回旋动理学模拟ASDEX Upgrade托卡马克边缘和刮削层，逐步验证L-H转换前径向电场和热输运的演化，并与实验测量吻合，揭示了湍流驱动的极向流在Er阱中的主导作用及边缘密度源的重要性。
2026-05-21 physics.plasm-ph
JOREK simulations of the X-point radiator formation and its movement in ASDEX Upgrade
Max Planck Institute for Plasma Physics（马普等离子体物理研究所）；TUM School of Natural Sciences（慕尼黑工业大学自然科学院）；ITER Organization（国际热核聚变实验堆组织）；DIFFER（荷兰能源研究替代能源中心）
ASDEX Upgrade中利用JOREK模拟X点辐射体的形成及其运动，通过调整杂质 seeding 率控制其位置，展示时间变化XPR的模拟能力。
2026-02-09 physics.plasm-ph
Axisymmetric Gyrokinetic Simulation of ASDEX-Upgrade Scrape-off Layer Using a Conservative Implicit BGK Collision Operator
针对聚变等离子体高碰撞区动理学模拟显式积分时间步长受限、计算成本高的问题，在Gkeyll框架中实现守恒隐式BGK碰撞算子，实现ASDEX-Upgrade刮削层模拟56倍加速且结果与高精度LBD算子吻合。
2025-11-13 physics.plasm-ph
Modelling of shattered pellet injection experiments on the ASDEX Upgrade tokamak
本文利用INDEX代码对ASDEX Upgrade的碎粒注入进行1.5维参数扫描，揭示碎片尺寸、速度和氘/氖成分对穿透与同化的影响，并与实验趋势相互验证。
2023-12-06 physics.plasm-ph
Modelling of shattered pellet injection experiments on the ASDEX Upgrade tokamak
针对ASDEX Upgrade托卡马克的破碎弹丸注入实验，用1.5D INDEX代码研究碎片尺寸、速度和成分对材料同化的影响，发现其趋势与实验观测定性一致，为破裂缓解提供参数依据。
2025-02-13 physics.plasm-ph
Flux pumping and bifurcated relaxations of helical core in 3D magnetohydrodynamic modelling of ASDEX Upgrade plasmas
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；Dutch Institute for Fundamental Energy Research（荷兰基础能源研究所）；Consorzio RFX (CNR, ENEA, INFN, Università di Padova, Acciaierie Venete SpA)（RFX联盟（意大利国家研究委员会、国家能源与新技术机构、国家核物理研究所、帕多瓦大学、威尼斯钢铁公司））；Istituto per la Scienza e la Tecnologia dei Plasmi, CNR（意大利国家研究委员会等离子体科学与技术研究所）；Proxima Fusion GmbH（Proxima Fusion有限公司）
本文基于双温度非线性全MHD模型，研究了ASDEX升级等离子体中通量泵浦的自调节机制及不同哈特曼数下的等离子体行为分叉，通过定量重现电流密度和安全因子剖面，验证了双极效应在维持通量泵浦状态中的有效性。
2026-02-17 physics.plasm-ph
Non-linear MHD modelling of shattered pellet injection in ASDEX Upgrade
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；ITER Organization（国际热核聚变实验堆组织）；Beihang University（北京航空航天大学）；CEA/IRFM（法国原子能和替代能源委员会/聚变研究部）
本文通过非线性MHD模拟研究了ASDEX升级装置中SPI的失稳缓解效率，分析了不同注入参数对热能损失和杂质吸收的影响。
2025-08-04 physics.plasm-ph
Adjoint Monte Carlo Simulation of Fusion Product Activation Probe Experiment in ASDEX Upgrade tokamak
活化探针是测量磁约束等离子体中聚变产物通量的一种可靠工具。一个精心挑选的固体样品暴露在通量中，撞击的离子使材料发生嬗变，使其具有放射性。超低水平伽马射线光谱法用于死后测量活动，从而测量融合产物的数量。这篇文章介绍了ASDEX升级托卡马克的第一次测量的数值分析，这也是第一次测量单次放电的实验。ASCOT套件的代码被用来执行伴随/反向蒙特卡罗计算的融合产物。分析方便，第一次，绝对校准通量的数值和实验值的比较。结果在大约2的因子内一致，考虑到在模拟中不能考虑等离子体的所有特征的事实，这可以被认为是相当好的结果。还研究了当前探头方向的替代方案。结果表明，更好的优化取向可以测量来自等离子体的显著更大部分的通量。
2015-09-14 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Simulations of fast ion wall loads in ASDEX Upgrade in the presence of magnetic perturbations due to ELM mitigation coils
用蒙特卡罗程序ASCOT研究了ASDEX升级（AUG）ELM缓减线圈对快离子壁载荷的影响。在两个AUG放电模拟中性束注入（NBI）粒子在存在和不存在的磁场扰动所引起的8个新安装的容器线圈。在其中一个放电（#26476）中，单独施加光束，使其成为研究线圈对不同光束影响的有用基础。然而，在#26476中未观察到ELM缓解，可能是由于等离子体密度较低。因此，还研究了另一次放电（#26895），证明ELM明显缓解。由于容器内线圈的磁扰动有一个显着的影响，快速粒子约束，但只有当总磁场，$B_{tot}$，是低的。当$B_{tot}$较高时，扰动不会增加损耗，而仅仅导致壁功率负载的重新分布。因此，似乎可以通过简单地使用强$B_{tot}$来实现使用容器内线圈的ELM缓解，同时仍然避免增加的快离子损失。模拟和实验快速离子丢失探测器（FILD）的信号之间的初步比较显示出合理的对应关系。
2015-06-24 physics.comp-ph physics.plasm-ph
MHD simulations of formation, sustainment and loss of Quiescent H-mode in the all-tungsten ASDEX Upgrade
本文利用非线性扩展 MHD 模拟重现全钨 ASDEX Upgrade 的 QH-mode 形成与维持，提出边缘模与安全因子相互作用的饱和机制，并解释密度阈值上 QH-mode 终止及向 ELM 转变。
2023-07-12 physics.plasm-ph
Magneto-Hydrodynamic Simulations of Pedestal Instabilities for Tokamak Plasmas with Different Ion Masses
本文利用JOREK扩展MHD模拟研究了ASDEX Upgrade H模台基不稳定性的同位素效应，发现离子质量变化影响较小且无法重现JET实验差异，表明需引入小尺度湍流等效应。
2024-08-08 physics.plasm-ph
Tungsten erosion and scrape-off layer transport modelling in L-mode helium plasma discharges in ASDEX Upgrade
本文通过SOLPS-ITER与ERO2.0模拟ASDEX Upgrade L模氦等离子体中的钨侵蚀与迁移，揭示He2+对偏滤器侵蚀的主导作用，并比较两种程序在W输运方面的差异。
2025-06-04 physics.plasm-ph
Effect of resonant magnetic perturbations on low collisionality discharges in MAST and a comparison with ASDEX Upgrade
持续的ELM缓解已实现MAST和AUG使用RMP的范围内的环形模式数在一个广泛的区域低到中等的碰撞放电。ELM能量损失和偏滤器靶处的峰值热负荷已经降低。ELM缓解阶段通常与等离子体密度和总存储能量的下降相关联。在MAST上的一个特定场景中，通过仔细调整燃料，可以抵消密度下降，并产生具有减轻的ELM的等离子体，降低偏滤器峰值热通量，并使基座高度和受限能量的退化最小。虽然所施加的共振磁扰动场可以是MAST和AUG上ELM缓解开始的良好指标，但在某些情况下并非如此，并且明确强调需要考虑等离子体对所施加扰动的响应。等离子体响应的计算表明，ELM频率的增加与等离子体的边缘剥离-撕裂响应的大小和X点区域等离子体边界的畸变有关。
2014-12-24 physics.plasm-ph
Probing non-linear MHD stability of the EDA H-mode in ASDEX Upgrade
该研究利用 JOREK 对 ASDEX Upgrade 的 EDA H-mode 平衡开展非线性扩展 MHD 模拟，揭示低 n 模主导、频率下扫及热粒子输运特征。
2023-01-22 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Quantitative Magnetohydrodynamic Modelling of Flux Pumping in ASDEX Upgrade
本文基于 JOREK 全 MHD 模型定量模拟了 ASDEX Upgrade 混合方案中的磁通泵浦机制，首次揭示了 1/1 MHD 不稳定性驱动的缓慢负发电机效应在电阻扩散时间尺度上维持 q_0 接近 1 并实现无锯齿稳态的关键作用。
2025-04-11 physics.plasm-ph
AXUV synthetic diagnostic for ASDEX Upgrade and its application for SPI simulations
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；Institute for Atomic Energy Research, HUN-REN Centre for Energy Research（原子能研究所，匈牙利研究网络能源研究中心）；Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Institute of Plasma Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院等离子体物理研究所）；ITER Organization（国际热核聚变实验堆组织）；Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
本研究开发了基于Cherab-Raysect框架的AXUV合成诊断工具，用于AUG托卡马克SPI模拟与实验测量的关联，高Ne含量弹丸的模拟与实验吻合度良好。
2026-08-25 physics.plasm-ph
