초록 ▼

1. 불순물을 포함한 full-f XGC1 전산모사 역량 확보
- 역량 확보 및 다양한 조건에서의 전산모사 수행
2. 불순물을 포함한 충돌 연산자 개발 및 검증
- 불순물을 포함한 선형 및 비선형 충돌 연산자를 개발하고 열속 계산과 각종 보존량을 확인하여 검증 완료
3. 불순물의 특성에 따른 난류 수송 연구
- 다양한 불순물의 프로파일에 따른 난류 특성, zonal 유동에의 영향 확인
- 불순물로 인해 감금성능이 향상됨을 전산모사로 보임
4. 불순물의 신고전 수송 특성 연구
- 신고전 메커

1. 불순물을 포함한 full-f XGC1 전산모사 역량 확보
- 역량 확보 및 다양한 조건에서의 전산모사 수행
2. 불순물을 포함한 충돌 연산자 개발 및 검증
- 불순물을 포함한 선형 및 비선형 충돌 연산자를 개발하고 열속 계산과 각종 보존량을 확인하여 검증 완료
3. 불순물의 특성에 따른 난류 수송 연구
- 다양한 불순물의 프로파일에 따른 난류 특성, zonal 유동에의 영향 확인
- 불순물로 인해 감금성능이 향상됨을 전산모사로 보임
4. 불순물의 신고전 수송 특성 연구
- 신고전 메커니즘에 의한 불순물 축적 현상 전산모사
- ITG 난류를 통해 불순물 축적 완화 가능 확인
- 가열을 통한 불순물 축적 변화 관찰
5. Full-f Gyrokinetic 전산모사의 wedge 기술을 통한 컴퓨팅 시간 절약과 그 배후의 물리적 의미 규명
- 계산 영역의 최적화를 통해 불순물 전산모사의 시간적, 자원적 효율성 증대
6. KSTAR를 비롯한 실제 토카막 구조에서의 전산모사를 통한 디버터 열속 해석
- SOL 영역에서의 수송 및 디버터에 가해지는 열속, 입자속의 공간상의 구조 및 크기에 불순물이 미치는 영향 분석

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
The purpose of this proposal is to study, using a multiscale full-f particle code XGC1, the neoclassical and turbulent edge impurity transport, and the edge effect on the core plasma. Monte Carlo neutral particles and gyrokinetic impurity particles will be included in the sim

□ Purpose & Contents
The purpose of this proposal is to study, using a multiscale full-f particle code XGC1, the neoclassical and turbulent edge impurity transport, and the edge effect on the core plasma. Monte Carlo neutral particles and gyrokinetic impurity particles will be included in the simulation, with the wall recycling and sputtering models included.

□ Results
We have studied the edge plasma that is in contact with the material wall and connected to the core plasma, using the full-f gyrokinetic code XGC1. The simulation domain can include the SOL, the steep pedestal, and the pedestal top. For a natural boundary condition at the core side, we can include the whole core volume all the way to the magnetic axis using a coarse-grained mesh. Neoclassical and turbulence physics have been simulated together. The simulation species include main ions, electrons, impurity particles, and Monte Carlo neutral particles. Physics topics to be studied include divertor heat load footprint, blobby turbulence and its effect on the edge plasma transport and divertor heat load, edge momentum source and its propagation into core, neutral/impurity particle effect on plasma turbulence, pedestal shape and height, orbit loss physics and the radial electric field generation, radiative energy loss, and other physics that are essential for the success of the KSTAR experiment and ITER. Edge effect on the burning core plasma will be another important topic to be studied. Interaction of the neoclassical kinetic dynamics with turbulence dynamics will be studied as a natural consequence of the simulation. The simulation results will be validated against the experiments performed by the proposed Center members, KSTAR experimentalists, and other groups. Kinetic type of electromagnetic edge localized modes will also be explored. Physics of vorticity merging, zonal flow and GAM generation, and limit cycle oscillation will be studied in connection with the L-H transition and H-L back transition.

□ Expected Contribution
The numerical simulation can be applied to the KSTAR plasma to understnd and improve the impurity effect on the plasma performance. The simulation can help develop computational science, numerical analysis and applied mathematics in application to large scale simulation and big data. The level of the physics and the simulation technology can be elevated to the world class by active collaboration with the US SciDAC Center for Edge Physics Simulation (EPSI).

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구 개발 과제의 개요 ... 7
• 1-1. 연구 개발 목적 ... 7
• 1-2. 연구 개발의 필요성 ... 7
• 1-3. 연구 개발 범위 ... 10
• 2. 국내외 기술 개발 현황 ... 10
• 3. 연구 수행 내용 및 결과 ... 16
• 3.1. 연구수행 개요 ... 16
• 3.2. 연구수행 전략 및 방법 ... 16
• 3.3. 연구 개발 추진 체계 ... 17
• 3.4 연구 개발 성과 ... 18
• 3.5 연구 개발 내용 ... 18
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 46
• 4-1. 목표 달성도 ... 46
• 4-2. 관련 분야 기여도 ... 47
• 5. 연구 결과의 활용 계획 ... 49
• 6. 연구 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 50
• 7. 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 50
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구 시설·장비 현황 ... 50
• 9. 연구 개발 과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 51
• 10. 연구 개발 과제의 대표적 연구 실적 ... 52
• 11. 기타 사항 ... 52
• 12. 참고 문헌 ... 52
• 끝페이지 ... 54