未来磁约束核聚变装置要在高约束运行模式（H模）下维持高参数稳态运行，存在能量大量流出最外层闭合磁面，流向偏滤器靶板，造成靶板材料腐蚀和破坏的问题。最近，基于国际主要磁约束核聚变装置的实验研究发现，刮削层宽度对等离子体电流几乎呈线性反比关系。根据此定标率ITER的刮削层宽度将小于1mm。如果这样外推的结果可靠，未来反应堆的偏滤器热负载问题将会变得更加严峻。因此，揭示等离子体边界湍流输运规律，特别是从理论上研究刮削层宽度的主要物理机制，建立合理的物理模型检验实验定标率外推的可靠性，进而对未来聚变装置的刮削层宽度进行预测，是目前磁约束核聚变研究的热点之一，也是本文需要重点研究的内容以及解决的问题。　　基于以上研究目标，本文拟采用边界等离子体湍流数值模拟程序BOUT++的电磁湍流模型，研究高约束运行模式下的台基区及刮削层湍流输运特性，在等离子体自洽的湍流行为模拟基础上实现边界热输运的整体描述。总的来讲，本文的研究主要分为以下几个层次:首先，采用新开发的BOUT++输运模块自治的计算径向电场Er;进而基于六场双流体湍流模块，结合两种不同的电场模型，揭示C-Mod上的Dα增强性(Enhanced Dα，EDA)H模湍流输运特性;最终解明准相干模和刮削层宽度背后的主要物理机制。　　本文通过湍流流体模型来描述边界等离子体的输运特征，得到了与实验数据基本一致的数值模拟结果，增进了对托卡马克边界湍流和热输运的理解:1）通过对C-ModEDA H模放电的模拟研究，发现了准相干模是由电阻-气球模和漂移阿尔芬波不稳定性驱动，而且和宽谱湍流共同存在。这种模式是在台基区压强梯度最大处附近产生，具有明显的丝状体结构以及电阻-气球模的极向模结构特征，同时位于径向电场极小值的位置并在靠近最外层闭合磁面附近摆动。此外，研究还发现磁颤动效应增强跨越最外层闭合磁面的电子温度扰动。总体来讲，模拟得到的模的扰动涨落水平、频率-极向波数谱也与实验数据一致;2）基于对准相干模和宽谱湍流的成功模拟，重现了红外相机(IR camera)测量的偏滤器靶板沉积热流，验证了刮削层宽度对等离子体电流的线性反比实验定标率。另外，通过热流宽度对不同物理假设的敏感性研究以及理论分析，确定了径向电场Er是影响热流宽度的最关键参数之一;3）为了进一步理解决定刮削层宽度的基本物理机制，本文通过BOUT++输运模块自洽的计算横跨最外层闭合磁面的径向电场，结合电场扫描发现，减小的径向电场导致刮削层中增强的湍流径向输运和更大的热流宽度。研究从湍流输运的角度提供了热流宽度对等离体电流的反比依赖关系。本项目预期的研究成果对现有实验装置的边界实验现象的理解具有重要意义，并能够为未来聚变堆设计提供合理的边界热输运数据。