Investigating the influence of divertor baffles on nitrogen-seeded detachment in TCV with SOLPS-ITER simulations and TCV experiments
本研究使用SOLPS-ITER模拟和TCV实验，探究偏滤器挡板对氮播种脱靶的影响，发现挡板降低靶板热负荷并改变杂质保留，模拟趋势获实验支持，为未来偏滤器升级提供参考。
2024-10-14 physics.plasm-ph
Calibration of cross-field transport models in SOLPS-ITER on the TCV-X21 case
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；LPP-ERM/KMS（等离子体物理实验室/欧洲核子研究组织比利时分支）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
本研究在SOLPS-ITER中校准多种交叉场输运模型，发现恒定扩散系数模型预测性能最佳，而k模型在提供物理描述的同时校准质量相当，并预测了密度扫描中的差异。
2026-09-24 physics.plasm-ph
Parametric scaling of power exhaust in EU-DEMO alternative divertor simulations
在EU-DEMO的备选偏滤器构型（ADC）SOLPS-ITER模拟数据库中进行功率排气参数标度的研究，并与基于Lengyel模型的预测进行比较。Lengyel模型高估了LFS偏滤器分离所需的氩浓度，相对于SOLPS-ITER模拟，高估了约5-10倍。因此，虽然Lengyel模型预测在EU-DEMO中具有可加速偏滤器热负荷的等离子体将大大超过可容忍的上游杂质浓度，但在可接受的操作空间内有几种SOLPS-ITER解决方案。SOLPS-ITER模拟表明，与标准Lengyel模型所假设的不同，除了氩辐射之外，还有显著的散热机制，例如交叉场传输，将氩辐射的作用降低了2至3倍。此外，Lengyel模型假设辐射阵面仅由平行热传导提供动力，这往往导致窄辐射阵面，因为辐射效率随着热导率的降低而强烈增加。结果，对于给定的杂质浓度，辐射体积和总杂质辐射被抑制。然而，SOLPS-ITER模拟表明，其他机制，如交叉场传输，可以与辐射前沿内的平行热传导竞争，并增加辐射体积。由于这些发现，强烈建议不要使用标准Lengyel模型来分析偏滤器条件与EU-DEMO等装置配置之间的比例关系。
2022-09-16 physics.plasm-ph
Modeling helium compression and enrichment in DIII-D edge plasmas using the SOLPS-ITER code
该研究利用 SOLPS-ITER 模拟 DIII-D 注氦放电，分析偏滤器中氦的输运、再循环与富集，并评估氚燃烧效率指标的可行性。
2025-07-24 physics.plasm-ph
SOLPS-ITER simulation of an X-point radiator in TCV
本文利用SOLPS-ITER模拟重现了注氮TCV实验中的X点辐射体，揭示了通过增加注氮率实现从脱离态到XPR态的转变，并比较了不同偏滤器几何结构对XPR形成的影响。
2025-04-03 physics.plasm-ph
Impact of triangularity on edge transport and divertor detachment: a SOLPS-ITER study of TCV L-mode plasmas
通过SOLPS-ITER模拟TCV托卡马克正负三角形度L模放电，发现仅磁几何不足以解释偏滤器脱靶差异，负三角形度需更低粒子扩散率，交叉场输运改变是关键因素。
2025-06-04 physics.plasm-ph
Performance assessment of a tightly baffled, long-legged divertor configuration in TCV with SOLPS-ITER
该研究利用 SOLPS-ITER 模拟 TCV 的 TBLLD 构型，证明减小径向间隙可增强中性粒子约束和功率处理，并拓宽低芯部污染的氮气辅助脱靶窗口。
2023-04-20 physics.plasm-ph
Investigating the impact of the molecular charge-exchange rate on detached SOLPS-ITER simulations
本研究针对SOLPS-ITER模拟与TCV氘等离子体实验在氢系发射上的分歧，通过禁用离子同位素质量重新标度调整分子电荷交换率，发现模拟结果与实验的多方面一致性显著提升。
2023-04-16 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
Predictive Modeling of a Lithium Vapor Box Divertor in NSTX-U using SOLPS-ITER
锂蒸气箱偏滤器旨在通过蒸发和冷凝锂表面来分离偏滤器等离子体。通过在偏滤器板附近或偏滤器板处蒸发锂并使其在更靠近主室处冷凝，可以产生锂蒸气密度梯度。这种密度梯度将能量损失与靶和脱离点之间的极向距离联系起来。当分离前沿远离偏滤器靶时，随着锂电离率的降低，辐射区被阻止到达X点。在这里，我们提出了刮除层等离子体模拟器（SOLPS）模拟的锂蒸汽盒偏滤器使用NSTX-U平衡和PFC的几何形状。核心边界条件，气体吞吐强度，热量和颗粒传输系数的参数选择，以匹配实验值。可接受的协议与实验刮削层（SOL）的宽度被发现，表明合理的选择的传输系数。在预测性模拟中，锂通过蒸发在目标处添加。给出了不同蒸发率下的峰值热通量和上游杂质浓度的预测。对于$1\cdot10^{23}$ Li/s的锂蒸发速率，预测目标电子温度能够降低到复合水平（低于1 eV），这表明分离。在较低的外部目标处的峰值热通量可以减少多达六倍，同时保持上游锂分数低于2%。防止锂到达中平面被示出是由于从氘气喷出作用在锂上的摩擦力的增加。锂也被证明是再沉积接近蒸发器，这是有利于初始测试和未来的毛细多孔系统。
2021-03-25 physics.plasm-ph
SOLPS-ITER Numerical Simulations of ITER-scale Snowflake Divertors: Low-Field-Side SF-/SF+ and High-Field-Side SF-/SF+ Configurations
本研究利用SOLPS-ITER模拟ITER规模托卡马克的四种雪花偏滤器构型，揭示了不同构型的磁几何与靶板几何对等离子体行为及功率排出的影响，为未来偏滤器设计提供参考。
2025-09-02 physics.plasm-ph
A coherent structure transport model for scrape-off layer turbulence
Renewable and Sustainable Energy Institute, University of Colorado（科罗拉多大学可再生与可持续能源研究所）；Lodestar Research Corporation（洛德斯特研究公司）；Center for Integrated Plasma Studies, University of Colorado（科罗拉多大学综合等离子体研究中心）；General Atomics（通用原子能公司）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
利用GEMX模拟和SOLPS-ITER背景电场，结合相干结构输运(CST)模型研究偏滤器热流宽度，得到λ_q的1/B_p标度，并发现由团块湍流引起的次级热流峰。
2026-06-25 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
The role of plasma-molecule interactions on power and particle balance during detachment on the TCV tokamak
本文展示了TCV托卡马克的实验结果，表明涉及$D_2^+$和可能的$D^-$的等离子体分子相互作用发挥重要作用，作为汇的能量（通过类氢辐射以及解离）和偏滤器分离过程中的粒子，如果低目标温度（$< 3$ eV）实现。分子激活复合（MAR）和离子源减少由于功率限制效应被证明是重要的，在减少离子靶通量在密度斜坡。相比之下，电子-离子复合（EIR）离子阱太小，不能在降低离子靶通量方面发挥重要作用。在$N_2$接种诱导分离期间不会发生MAR或EIR，因为目标温度不够低。$D_2^+$的影响被低估，目前（振动未解决）SOLPS-ITER模拟，这可能是由于低估了$D_2 + D^+ \rightarrow D_2^+ + D$率。收敛的SOLPS-ITER模拟后处理的替代反应速率，导致相当大的贡献的$D_2^+$粒子和功率损失以及以下的$D_2$解离区域的解离。这些发现与实验结果在定量上是一致的。
2021-07-30 physics.plasm-ph
Autoregressive long-horizon prediction of plasma edge dynamics
Computational Sciences and Engineering Division, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室计算科学与工程部）；Fusion Energy Division, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室等离子体能源部）；Computer Science and Mathematics Division, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室计算机科学与数学部）
基于变换器的递归代理高效预测等离子体边缘动力学，提升模拟效率并支持快速参数探索。
2025-12-29 cs.AI physics.plasm-ph
RF-Specific Tungsten Erosion and Global Transport in ITER under Neon Seeding
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik（德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所）
本研究利用STRIPE框架预测ITER氖注入条件下ICRH天线射频鞘驱动钨侵蚀，发现侵蚀增强64倍但源远小于热源，需耦合建模射频波、鞘、溅射与输运。
2026-09-10 physics.plasm-ph
Lithium Droplet Transport in Tokamak Edge Plasmas
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
本文提出了一种锂滴输运与蒸发模型，通过直接模拟蒙特卡罗代码OpenEdge验证，展示了输运机制与蒸发过程，并揭示了不同初始条件对边缘等离子体性能的影响。
2026-04-02 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Modelling of power exhaust in TCV positive and negative triangularity L-mode plasmas
本研究针对TCV装置正负三角形形变L模等离子体，用SOLPS-ITER建模探究NT更难脱靶的原因，发现中性粒子输运聚集差异导致电离源与通量不同，且复现了NT外靶板更热的实验特征。
2024-01-08 physics.plasm-ph
Investigation of atomic and molecular rates in plasma-edge simulations through experiment-simulation comparisons
偏滤器等离子体分离可能是磁约束核聚变功能所必需的。它大大减少了入射到靶上的粒子和热通量，从而减少了靶上的溅射和热负荷。因此，对偏滤器中等离子体行为进行精确的模拟对设计未来的托卡马克偏滤器是有利的。用于此目的的一个常见的模拟包是SOLPS-ITER，它以前被观察到低估了分子效应对等离子体分离的贡献。为了纠正这一点，改变其分子电荷交换的反应速率。这种改变导致偏滤器内$D_2^+$离子密度的显著增加。然后根据模拟输出计算颗粒平衡和$Dα$排放数据。这些进行了比较，实验数据和一组后处理例程的原始模拟，预测的效果，校正的电荷交换率。与后处理预测相比：分子活化扩散的增加和目标通量翻转的深度小于预测。这是由于后处理不是自洽的，并且它没有说明反应速率的改变将如何影响背景等离子体。与实验数据相比：校正显示出在一般趋势的一致性方面的显著改善，例如MAR反应速率增加和目标通量的翻转。然而，在各种反应速率的大小上仍然存在重大分歧，这表明SOLPS-ITER仍需要进一步改进。
2022-05-25 physics.plasm-ph
A novel understanding of the role of plasma-molecular kinetics on divertor power exhaust
本研究探讨了脱靶过程中等离子体-分子碰撞在偏滤器功率和动量损失中的关键作用，通过实验推断和SOLPS-ITER模拟验证了长支腿脱靶偏滤器中的显著损失，并利用简化建模为脱靶控制和偏滤器功率平衡提供了新见解。
2025-05-29 physics.plasm-ph
The effect of neon seeding on plasma edge transport in EAST
通过分析SOLPS-ITER模拟，研究了EAST中氖seeding对等离子体边缘输运的影响，发现氖能增加辐射功率份额和中性摩擦、降低氘电离，但受限于Ne+向核心泄漏及HL反转换，且对氘复合影响不显著。
2025-04-30 physics.plasm-ph
The initial step towards JOREK integration in IMAS
JOREK正在进行调整，以与ITER组织、EUROfusion社区和其他ITER成员正在积极开发和使用的综合建模和分析套件（IMAS）一起工作。适应于使用国际排雷行动标准数据模型的代码清单正在逐渐增加，其中包括SOLPS-ITER和JINTRAC。JOREK与IMAS集成的主要目标是以接口数据结构（IDS）的形式与IMAS数据库中存储的等离子体场景进行交互：可以从数据库中读取输入条件，并存储JOREK确定的非线性等离子体状态。IDS提供了一种在国际排雷行动标准框架内表示数据的统一方式，并允许在代码之间传输数据，并将数据存储在更大的综合建模工作流程中。因此，为了将JOREK集成到IMAS中，有必要开发转换工具，以方便相关IDS的读写，包括MHD IDS及其基础广义网格描述（GGD）。为此目的，已经开发了提取JOREK模拟等离子体状态的实用程序，即网格几何形状和每个时间片的计算物理量，然后将它们转换为适当的输出IDS。本文介绍了将JOREK完全集成到IMAS中的这些初步步骤。
2020-06-16 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Implementation and first application of EMC3-EIRENE on DTT for assessing the heat load on the ICRH antenna
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Max-Planck-Institut für Plasmaphysik（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；ENEA（意大利国家新能源与可再生能源委员会）；DTT S.c.a r.l.（DTT有限公司）；Consorzio RFX (CNR, ENEA, INFN, Università di Padova, Acciaierie Venete SpA)（RFX联盟（意大利国家研究委员会、意大利国家新能源与可再生能源委员会、意大利国家核物理研究所、帕多瓦大学、威尼斯钢铁公司））；CREATE Consortium（CREATE联盟）
介绍EMC3-EIRENE在DTT上的实现及应用，通过轴对称几何和SOLPS-ITER结果评估其性能，纳入ICRH天线结构进行模拟，得出热负荷分布预测值，还评估了三维气体喷射对天线热负荷的影响。
2026-07-28 physics.plasm-ph
Harnessing Toroidal Neutral Flows to Enhance Divertor Particle Exhaust
Gauss Fusion GmbH（高斯聚变有限公司）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；United Kingdom Atomic Energy Authority（英国原子能管理局）；University of York（约克大学）；RI Research Instruments GmbH（RI研究仪器有限公司）
提出环形泵入口被动利用中性流减少回流、提高管道压力，通过DSMC模拟证明可提升粒子排出性能，氘和氦回流分别降低20%和33%。
2026-06-29 physics.plasm-ph
A novel hydrogenic spectroscopic technique for inferring the role of plasma-molecule interaction on power and particle balance during detached conditions
分离是减少靶热沉积的一个重要机制，它是通过等离子体-原子和等离子体-分子相互作用引起的功率、粒子和动量的减少来实现的。关于这些反应如何精确地促进分离的实验研究是有限的。在这项工作中，我们研究了一种新的光谱技术，利用氢巴耳末线测量1）解开各种等离子体原子和等离子体分子相互作用的巴耳末线发射;和2）量化它们对电离，复合和辐射功率损耗的贡献。在分离过程中，观察到的$Hα$发射通常强烈增加，这可能是涉及$H_2^+$和/或$H^-$的血浆-分子相互作用的指标。我们的分析技术量化了由于等离子体-分子相互作用引起的$Hα$发射，并使用该技术来1）量化由于$H_2^+$和/或$H^-$引起的巴耳末线发射贡献; 2）随后估计其产生的粒子汇/源和辐射功率损失。它的性能进行了验证，使用分离TCV和MAST-U SOLPS-ITER模拟的综合诊断技术。该技术对TCV数据的实验结果显示，在测量的总$Hα$和$Hα$发射的原子估计之间发生分叉，指示由于与$H_2^+$（和/或$H^-$）的等离子体-分子相互作用而存在额外的$Hα$。实例分析表明，类氢线系列，甚至$Lyα$以及中等-n巴耳末线可受到等离子体-分子相互作用的显著影响，影响程度为百分之几十，在此期间预期会发生显著的分子活化结晶（MAR）。
2021-02-18 physics.plasm-ph
Probabilistic and Geometry Aware Neural Surrogate of Scrape Off Layer Plasma Simulations
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；DIFFER（荷兰等离子体物理研究所）
针对托卡马克边界等离子体模拟，提出将曲线网格展开为图像张量并采用条件流匹配模型，实现概率性代理，在敏感工作点捕获多种结果而非平均。
2026-09-24 cs.LG physics.plasm-ph
Enhanced pedestal transport driven by edge collisionality on Alcator C-Mod and its role in regulating H-mode pedestal gradients
本研究结合实验测量与SOLPS-ITER模拟，发现Alcator C-Mod H模等离子体中净功率低于临界值时台基退化，有效粒子扩散系数升高与湍流类型转变相关，且电子热扩散系数增长更显著。
2024-12-12 physics.plasm-ph
Simulating X-point radiator turbulence
本研究使用边缘湍流代码GRILLIX模拟ASDEX Upgrade中X点辐射体（XPR）的完全脱靶现象，发现模拟与实验结果高度一致，并揭示了湍流和中性气体对脱靶前沿动态结构及输运的关键影响，从而解释了H模下ELM抑制现象。
2025-08-08 physics.plasm-ph
