This paper presents new measurements of the cross-phase angle, αneTe, between long-wavelength (kθρs<0.5) density, ñe, and electron temperature, T̃e, fluctuations in the core of DIII-D [J. L. Luxon, Nucl. Fusion42, 614 (2002)] tokamak plasmas. The coherency and cross-phase angle between ñe and T̃e are measured using coupled reflectometer and correlation electron cyclotron emission diagnostics that view the same plasma volume. In addition to the experimental results, two sets of local, nonlinear gyrokinetic turbulence simulations that are performed with the GYRO code [J. Candy and R. E. Waltz, J. Comput. Phys.186, 545 (2003)] are described. One set, called the pre-experiment simulations, was performed prior to the experiment in order to predict a change in αneTe given experimentally realizable increases in the electron temperature, Te. In the experiment the cross-phase angle was measured at three radial locations (ρ=0.55, 0.65, and 0.75) in both a “Base” case and a “High Te” case. The measured cross-phase angle is in good qualitative agreement with the pre-experiment simulations, which predicted that ñe and T̃e would be out of phase. The pre-experiment simulations also predicted a decrease in cross-phase angle as Te is increased. Experimentally, this trend is observed at the inner two radial locations only. The second set of simulations, the postexperiment simulations, is carried out using local parameters taken from measured experimental profiles as input to GYRO. These postexperiment simulation results are in good quantitative agreement with the measured cross-phase angle, despite disagreements with transport fluxes. Directions for future modeling and experimental work are discussed.

1.
A. J.
Wooton
,
B. A.
Carreras
,
H.
Matsumoto
,
K.
McGuire
,
W. A.
Peebles
,
Ch. P.
Ritz
,
P. W.
Terry
, and
S. J.
Zweben
,
Phys. Fluids B
2
,
2879
(
1990
).
2.
G. R.
Tynan
,
A.
Fujisawa
, and
G. R.
McKee
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
51
,
113001
(
2009
).
3.
J. C.
Foster
,
P. M.
Schoch
, and
R. L.
Hickok
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
22
,
399
(
1994
).
4.
H. T.
Evesen
,
R. J.
Fonck
,
S. F.
Paul
,
G.
Rewoldt
,
S. D.
Scott
,
W. M.
Tang
, and
M. C.
Zarnstoff
,
Nucl. Fusion
38
,
237
(
1998
).
5.
M.
Häes
,
M.
Hirsch
, and
H. J.
Hartfuss
,
Rev. Sci. Instrum.
70
,
1014
(
1999
).
6.
7.
A. E.
White
,
L.
Schmitz
,
W. A.
Peebles
,
T. A.
Carter
,
T. L.
Rhodes
,
E. J.
Doyle
,
P. A.
Gourdain
,
J. C.
Hillesheim
,
G.
Wang
,
C.
Holland
,
G. R.
Tynan
,
M. E.
Austin
,
G. R.
McKee
,
M. W.
Shafer
,
K. H.
Burrell
,
J.
Candy
,
J. C.
DeBoo
,
R.
Prater
,
G. M.
Staebler
,
R. E.
Waltz
,
M. A.
Makowski
, and
DIII-D Team
,
Rev. Sci. Instrum.
79
,
103505
(
2008
).
8.
G. R.
McKee
,
R.
Ashley
,
R.
Durst
,
R.
Fonck
,
M.
Jakubowski
,
K.
Tritzz
,
K.
Burrell
,
C.
Greenfield
, and
J.
Robinson
,
Rev. Sci. Instrum.
70
,
913
(
1999
).
9.
A. E.
White
,
L.
Schmitz
,
G. R.
McKee
,
C.
Holland
,
W. A.
Peebles
,
T. A.
Carter
,
M. W.
Shafer
,
M. E.
Austin
,
K. H.
Burrell
,
J.
Candy
,
J. C.
DeBoo
,
E. J.
Doyle
,
M. A.
Makowski
,
R.
Prater
,
T. L.
Rhodes
,
G. M.
Staebler
,
G. R.
Tynan
,
R. E.
Waltz
, and
G.
Wang
,
Phys. Plasmas
15
,
056116
(
2008
).
10.
L.
Schmitz
,
G.
Wang
,
J. C.
Hillesheim
,
T. L.
Rhodes
,
W. A.
Peebles
,
A. E.
White
,
L.
Zeng
,
T. A.
Carter
, and
W.
Solomon
,
Rev. Sci. Instrum.
79
,
10F113
(
2008
).
11.
J. C.
Hillesheim
,
W. A.
Peebles
,
T. L.
Rhodes
,
L.
Schmitz
,
T. A.
Carter
,
P. -A.
Gourdain
, and
G.
Wang
,
Rev. Sci. Instrum.
80
,
083507
(
2009
).
12.
13.
G. M.
Staebler
(private communication).
14.
R. E.
Waltz
,
A.
Casati
, and
G. M.
Staebler
,
Phys. Plasmas
16
,
073203
(
2009
).
15.
J. E.
Kinsey
,
G. M.
Staebler
, and
R. E.
Waltz
,
Phys. Plasmas
15
,
055908
(
2008
).
16.
J.
Candy
and
R. E.
Waltz
,
J. Comput. Phys.
186
,
545
(
2003
).
17.
P. W.
Terry
,
M.
Greenfield
,
J. -N.
Leboeuf
,
G. R.
McKee
,
D. R.
Mikkelson
,
W. M.
Nevins
,
D. E.
Newman
, and
D. P.
Stotler
,
Phys. Plasmas
15
,
062503
(
2008
).
18.
C.
Holland
,
J.
Candy
,
R.
Waltz
,
A.
White
,
G.
McKee
,
M.
Shafer
,
L.
Schmitz
, and
G. R.
Tynan
,
Phys. Plasmas
16
,
052301
(
2009
).
19.
L.
Lin
,
M.
Porkolab
,
E. M.
Edlund
,
J. C.
Rost
,
C. L.
Fiore
,
M.
Greenwald
,
Y.
Lin
,
D. R.
Mikkelsen
,
N.
Tsuji
, and
S. J.
Wukitch
,
Phys. Plasmas
16
,
012502
(
2009
).
20.
A.
Casati
,
T.
Gerbaid
,
P.
Hennequin
,
C.
Bourdelle
,
J.
Candy
,
F.
Clairet
,
X.
Garbet
,
V.
Grandgirard
,
O. D.
Gürcan
,
S.
Heuraux
,
G. T.
Hoang
,
C.
Honoré
,
F.
Imbeaux
,
R.
Sabot
,
Y.
Sarzin
,
L.
Vermare
, and
R. E.
Waltz
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
165005
(
2009
).
21.
J. E.
Kinsey
,
R. E.
Waltz
, and
J.
Candu
,
Phys. Plasmas
13
,
022305
(
2006
).
22.
R. V.
Bravenec
and
W. M.
Nevins
,
Rev. Sci. Instrum.
77
,
015101
(
2006
).
23.
J.
Candy
,
R. E.
Waltz
, and
W.
Dorland
,
Phys. Plasmas
11
,
L25
(
2004
).
24.
G. M.
Staebler
,
J. E.
Kinsey
, and
R. E.
Waltz
,
Phys. Plasmas
14
,
055909
(
2007
).
25.
J. S.
Bendat
and
A. G.
Piersol
,
Random Data
(
Wiley
,
New York
,
2000
).
26.
R.
Nazikian
,
G. J.
Kramer
, and
E.
Valeo
,
Phys. Plasmas
8
,
1840
(
2001
).
27.
T. L.
Rhodes
,
W. A.
Peebles
,
E. J.
Doyle
,
P.
Pribyl
,
M.
Gilmore
,
R. A.
Moyer
, and
R. D.
Lehmer
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
40
,
493
(
1998
).
28.
G.
Wang
,
W.
Peebles
,
T.
Rhodes
,
G.
Kramer
,
E.
Doyle
,
G.
McKee
,
R.
Nazikian
,
N.
Crocker
,
X.
Nguyen
, and
L.
Zeng
,
Nucl. Fusion
46
,
S708
(
2006
).
29.
E.
Blanco
,
T.
Estrada
, and
T.
Happel
,
Proceedings of the Ninth International Reflectometry Workshop (IRW9)
[Organized in co-operation with the International Atomic Energy Agency (IAEA),
2006
].
30.
C.
Watts
,
Fusion Sci. Technol.
52
,
176
(
2007
).
31.
G.
Cima
,
R. V.
Bravenec
,
A. J.
Wootton
,
T. D.
Rempel
,
R. F.
Gandy
,
C.
Watts
, and
M.
Kowon
,
Phys. Plasmas
2
,
720
(
1995
).
32.
S.
Sattler
,
H. J.
Hartfuss
, and
W.-A.
Team
,
Phys. Rev. Lett.
72
,
653
(
1994
).
33.
T.
Rempel
,
A. G.
Lynn
,
P. E.
Phillips
, and
A.
Hubbard
,
Rev. Sci. Instrum.
65
,
2044
(
1994
).
34.
B. D.
Bray
,
C.
Hsieh
,
T. N.
Carlstrom
, and
C. C.
Makariou
,
Rev. Sci. Instrum.
72
,
1115
(
2001
).
35.
M. A.
Van Zeelannd
,
R. L.
Boivin
,
T. N.
Carlstrom
,
T.
Deterly
, and
D. K.
Finkenthal
,
Rev. Sci. Instrum.
77
,
10F325
(
2006
).
36.
M. E.
Austin
and
J.
Lohr
,
Rev. Sci. Instrum.
74
,
1457
(
2003
).
37.
W. M.
Solomon
,
K. H.
Burrell
,
R.
Feder
,
A.
Nagy
,
P.
Gohil
, and
R. J.
Groebner
,
Rev. Sci. Instrum.
79
,
10F531
(
2008
).
38.
C.
Angioni
,
A. G.
Peeters
,
G. V.
Pereverzev
,
F.
Ryter
,
G.
Tardini
, and
ASDEX Upgrade Team
,
Phys. Plasmas
10
,
3225
(
2003
).
39.
J. A.
Boedo
,
P.
Terry
,
D.
Gray
,
R.
Ivanov
,
S.
Conn
,
S.
Jachmich
,
G.
van Oost
, and
TEXTOR Team
,
Phys. Rev. Lett.
84
,
2630
(
2000
).
40.
T. A.
Carter
and
J. E.
Maggs
,
Phys. Plasmas
16
,
012304
(
2009
).
41.
P. W.
Terry
,
D. E.
Newmam
, and
A. S.
Ware
,
Phys. Rev. Lett.
87
,
185001
(
2001
).
42.
H. E.
St. John
,
T. S.
Taylor
,
Y. R.
Lin-Liu
, and
A. D.
Turnbull
,
Plasma Phys. Controlled Nucl. Fusion Res.
3
,
603
(
1994
).
43.
A. W.
Leonard
,
W. H.
Meyer
,
B.
Geer
,
D. M.
Behne
, and
D. N.
Hill
,
Rev. Sci. Instrum.
66
,
1201
(
1995
).
44.
T. L.
Rhodes
,
W. A.
Peebles
,
X.
Nguyen
,
M. A.
Van Zeeland
,
J. S.
deGrassie
,
E. J.
Doyle
,
G.
Wang
, and
L.
Zeng
,
Rev. Sci. Instrum.
77
,
10E922
(
2006
).
45.
R. W.
Harvey
,
Bull. Am. Phys. Soc.
39
,
1626
(
1994
).
46.
R. E.
Waltz
,
J.
Candy
, and
M.
Fahey
,
Phys. Plasmas
14
,
056116
(
2007
).
47.
J.
Candy
,
C.
Holland
,
R. E.
Waltz
,
M. R.
Fahey
, and
E.
Belli
,
Phys. Plasmas
16
,
060704
(
2009
).
48.
M. A.
Van Zeeland
,
G. J.
Kramer
,
M. E.
Austin
,
R. L.
Bovin
,
W. W.
Heidbrink
,
M. A.
Makowski
,
G. R.
McKee
,
R.
Nazikian
,
W. M.
Solomon
, and
G.
Wang
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
135001
(
2006
).
49.
K. H.
Burrell
,
W. P.
West
,
E. J.
Doyle
,
M. E.
Austin
,
T. A.
Casper
,
P.
Gohil
,
C. M.
Greenfield
,
R. J.
Groebner
,
A. W.
Hyatt
,
R. J.
Jayakumar
,
D. H.
Kaplan
,
L. L.
Lao
,
A. W.
Leonard
,
M. A.
Makowski
,
G. R.
McKee
,
T. H.
Osborne
,
P. B.
Snyder
,
W. M.
Solomon
,
D. M.
Thomas
,
T. L.
Rhodes
,
E. J.
Strait
,
M. R.
Wade
,
G.
Wang
, and
L.
Zeng
,
Phys. Plasmas
12
,
056121
(
2005
).
You do not currently have access to this content.