Comparison between SOLPS-4.3 and the Lengyel Model for ITER baseline neon-seeded plasmas
Notice bibliographique
Résumé
Abstract If correct, the Lengyel model offers a simple and powerful tool to predict the conditions required for detachment onset in future fusion reactors. We assess its validity against a comprehensive SOLPS-4.3 simulation database of ITER baseline ( Q = 10) neon-seeded plasmas (Pacher et al 2015 J . Nucl . Mater . 463 591). In absolute terms, the Lengyel Model is found to significantly overpredict the simulated impurity concentration required in the ITER outer divertor for outer target ion flux rollover (by a factor ∼4.3 in this particular case). Importantly though, at detachment onset, and even beyond onset, the Lengyel model does give a remarkably accurate prediction of the scaling interdependencies between the electron density at the outer divertor entrance, the parallel energy flux density at the outer divertor entrance, and the impurity concentration in the outer divertor. However, the generalisation of these two key results to other machines, and in the presence of additional physics not included in these simulations, requires further studies. The analysis techniques described here provide a framework for such studies. Regarding the factor ∼4.3 overprediction of the simulated outer divertor impurity concentration, the main contributors to the disagreement are found to be other energy loss mechanisms besides impurity cooling (primarily neutral losses and radial transport) combined with convective energy fluxes near the target, as well as non-constant electron static pressure due to poloidally variable T i / T e . None of these are included in the Lengyel model. By themselves, these do not strongly influence the scaling interdependencies of the main Lengyel parameters over the explored parameter range. The impurity residence time τ is observed to increase with density, which tends to flatten out the impurity concentration scaling at low density, relative to the Lengyel model (which usually assumes constant τ ). In these simulations, however, this flattening out was cancelled by an accumulation of other effects, so that the scaling prediction of the Lengyel model was still well met. A simple physics model is derived for n e τ that matches the simulation data well. Neon is found to migrate from the inner divertor to the outer divertor with increased puffing, thereby increasing the outer divertor neon enrichment. At outer target ion flux rollover, though, the enrichment is approximately independent of the upstream concentration, so that the Lengyel model predicts well the scaling dependency between the upstream impurity concentration and the upstream electron density, both key quantities dictating the operational range of a tokamak.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».