We use the global gyrokinetic stellarator code XGC-S to look at turbulence physics in geometry of the proposed quasi-axisymmetric stellarator, QUASAR. The XGC-S code is first verified for nonlinear simulations of ion temperature gradient-driven turbulence by a successful benchmark with the established nonlinear tokamak code XGC1 in a CYCLONE-like tokamak case. We then apply the XGC-S code to QUASAR for nonlinear turbulence physics. We find that the highly poloidally localized linear mode gives way to a more evenly distributed nonlinear turbulent structure. Meanwhile, the radial extent of the mode increases and occupies a large fraction of the volume, despite the initially localized temperature profile, as the profiles relax.

1.
T.
Klinger
,
T.
Andreeva
,
S. A.
Bozhenkov
,
C.
Brandt
,
R.
Burhenn
,
B.
Buttenschön
,
G.
Fuchert
,
B.
Geiger
,
O.
Grulke
,
H. P.
Laqua
,
N. A.
Pablant
,
K.
Rahbarnia
,
T.
Stange
,
A.
von Stechow
,
N.
Tamura
,
H.
Thomsen
,
T.
Wegner
, and
R.
Bussiahn
,
Nucl. Fusion
59
,
112004
(
2019
).
2.
P.
Helander
,
C. D.
Beidler
,
T. M.
Bird
,
M.
Drevlak
,
Y.
Feng
,
R.
Hatzky
,
F.
Jenko
,
R.
Kleiber
,
J. H. E.
Proll
,
Y.
Turkin
, and
P.
Xanthopoulos
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
54
,
124009
(
2012
).
3.
4.
P.
Helander
,
T.
Bird
,
R.
Kleiber
,
G. G.
Plunk
,
J. H. E.
Proll
,
J.
Riemann
, and
P.
Xanthopoulos
,
Nucl. Fusion
55
,
053030
(
2015
).
5.
C. C.
Hegna
,
P. W.
Terry
, and
B. J.
Faber
,
Phys. Plasmas
25
,
022511
(
2018
).
6.
G.
Plunk
,
P.
Xanthopoulos
,
G.
Weir
,
S.
Bozhenkov
,
A.
Dinklage
,
G.
Fuchert
,
J.
Geiger
,
M.
Hirsch
,
U.
Hoefel
,
M.
Jakubowski
,
A.
Langenberg
,
N.
Pablant
,
E.
Pasch
,
T.
Stange
,
D.
Zhang
, and
the W7-X Team
,
Phys. Rev. Lett.
122
,
035002
(
2019
).
7.
K.
Aleynikova
,
A.
Zocco
,
P.
Xanthopoulos
,
P.
Helander
, and
C.
Nührenberg
,
J. Plasma Phys.
84
,
745840602
(
2018
).
8.
G.
Plunk
,
P.
Xanthopoulos
, and
P.
Helander
,
Phys. Rev. Lett.
118
,
105002
(
2017
).
9.
F.
Jenko
,
W.
Dorland
,
M.
Kotschenreuther
, and
B. N.
Rogers
,
Phys. Plasmas
7
,
1904
(
2000
).
10.
T.
Görler
,
X.
Lapillonne
,
S.
Brunner
,
T.
Dannert
,
F.
Jenko
,
F.
Merz
, and
D.
Told
,
J. Comput. Phys.
230
,
7053
(
2011
).
11.
P.
Xanthopoulos
and
F.
Jenko
,
Phys. Plasmas
13
,
092301
(
2006
).
12.
P.
Xanthopoulos
,
F.
Merz
,
T.
Görler
, and
F.
Jenko
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
035002
(
2007
).
13.
P.
Xanthopoulos
,
H. E.
Mynick
,
P.
Helander
,
Y.
Turkin
,
G. G.
Plunk
,
F.
Jenko
,
T.
Görler
,
D.
Told
,
T.
Bird
, and
J. H. E.
Proll
,
Phys. Rev. Lett.
113
,
155001
(
2014
).
14.
P.
Xanthopoulos
,
G.
Plunk
,
A.
Zocco
, and
P.
Helander
,
Phys. Rev. X
6
,
021033
(
2016
).
15.
B. J.
Faber
,
M. J.
Pueschel
,
P. W.
Terry
,
C. C.
Hegna
, and
J. E.
Roman
,
J. Plasma Phys.
84
,
905840503
(
2018
).
16.
T. H.
Watanabe
,
H.
Sugama
, and
M.
Nunami
,
Nucl. Fusion
51
,
123003
(
2011
).
17.
J.
Riemann
,
R.
Kleiber
, and
M.
Borchardt
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
58
,
074001
(
2016
).
18.
D. A.
Spong
,
I.
Holod
,
Y.
Todo
, and
M.
Osakabe
,
Nucl. Fusion
57
,
086018
(
2017
).
19.
S.
Matsuoka
,
Y.
Idomura
, and
S.
Satake
,
Phys. Plasmas
25
,
022510
(
2018
).
20.
M. D. J.
Cole
,
R.
Hager
,
T.
Moritaka
,
J.
Dominski
,
R.
Kleiber
,
S.
Ku
,
S.
Lazerson
,
J.
Riemann
, and
C. S.
Chang
,
Phys. Plasmas
26
,
082501
(
2019
).
21.
A.
Bañon
, in
22nd International Stellarator and Heliotron Workshop
(
2019
).
22.
E.
Sánchez
,
T.
Estrada
,
J. L.
Velasco
,
I.
Calvo
,
A.
Cappa
,
A.
Alonso
,
J. M.
Garc ia-Regaña
,
R.
Kleiber
,
J.
Riemann
, and
the TJ-II Team
,
Nucl. Fusion
59
,
076029
(
2019
).
23.
S. H.
Ku
,
C. S.
Chang
, and
P.
Diamond
,
Nucl. Fusion
49
,
115021
(
2009
).
24.
S. H.
Ku
,
R.
Hager
,
C. S.
Chang
,
J.
Kwon
, and
S.
Parker
,
J. Comp, Phys.
315
,
467
(
2016
).
25.
S.
Ku
,
C. S.
Chang
,
R.
Hager
,
R. M.
Churchill
,
G. R.
Tynan
,
I.
Cziegler
,
M.
Greenwald
,
J.
Hughes
,
S. E.
Parker
,
M. F.
Adams
,
E.
D'Azevedo
, and
P.
Worley
,
Phys. Plasmas
25
,
056107
(
2018
).
26.
T.
Moritaka
,
R.
Hager
,
M. D. J.
Cole
,
S.
Lazerson
,
C. S.
Chang
,
S. H.
Ku
,
S.
Matsuoka
,
S.
Satake
, and
S.
Ishiguro
,
Plasma
2
(
2
),
179
(
2019
).
27.
M. D. J.
Cole
,
R.
Hager
,
T.
Moritaka
,
S.
Lazerson
,
R.
Kleiber
,
S.
Ku
, and
C. S.
Chang
,
Phys. Plasmas
26
,
032506
(
2019
).
28.
D.
Gates
,
A. H.
Boozer
,
T.
Brown
,
J.
Breslau
,
D.
Curreli
,
M.
Landreman
,
S. A.
Lazerson
,
J.
Lore
,
H.
Mynick
,
G. H.
Neilson
,
N.
Pomphrey
,
P.
Xanthopoulos
, and
A.
Zolfaghari
,
Nucl. Fusion
57
,
126064
(
2017
).
29.
S. A.
Lazerson
,
P.
Xanthopoulos
,
H.
Mynick
, and
D.
Gates
,
Phys. Plasmas
26
,
022509
(
2019
).
30.
A. J.
Brizard
and
T. S.
Hahm
,
Rev. Mod. Phys.
79
,
421
(
2007
).
31.
S. P.
Hirshman
and
J. C.
Whitson
,
Phys. Fluids
26
,
3553
3568
(
1983
).
32.
G.
Merlo
,
J.
Dominski
,
A.
Bhattacharjee
,
C.
Chang
,
F.
Jenko
,
S.
Ku
,
E.
Lanti
, and
S.
Parker
,
Phys. Plasma
25
,
062308
(
2018
).
33.
J. F.
Lobsien
,
M.
Drevlak
,
F.
Jenko
,
M.
Maurer
,
A. B.
Navarro
,
C.
Nührenberg
,
T. S.
Pedersen
,
H. M.
Smith
,
Y.
Turkin
, and
W.-X.
Team
,
Nucl. Fusion
60
,
046012
(
2020
).
You do not currently have access to this content.