Extension of the Newcomb equation into the vacuum for the stability analysis of tokamak edge plasmas

トカマク周辺プラズマにおける安定性解析のためのNewcomb方程式の真空領域への拡張

相羽 信行; 徳田 伸二; 石澤 朋子*; 岡本 正雄*

Aiba, Nobuyuki; Tokuda, Shinji; Ishizawa, Tomoko*; Okamoto, Masao*

2次元Newcomb方程式を数値的に取り扱うための定式化を、ベクトルポテンシャル法を用いて真空磁場エネルギー積分の計算を可能にするために拡張した。この定式化を数値安定性解析コードMARG2Dに実装し、トロイダルモード数の小さいモードから大きいモードまでの理想外部電磁流体(MHD)モードを対象とした安定性解析を1つの物理モデルに基づいて行うことを可能にした。また、この数値コードは並列計算による安定性の評価が可能である。これによって、実験解析やトカマク輸送コードとの連結による統合シミュレーションなどにかかる計算時間の短縮を実現しており、トカマク周辺プラズマの理解を進めるうえで有用な数値解析コードである。

The formulation for solving numerically the two-dimensional Newcomb equation has been extended to calculate the vacuum energy integral by using a vector potential method. According to this extention, a stability code MARG2D has been adapted, and coded for parallel computing in order to reduce substantially the CPU time. The MARG2D code enables a fast stability analysis of ideal external MHD modes from low to high toroidal mode numbers on the basis of the single physical model, and then the code works as a powerful tool in an integrated simulation where it is combined with transport codes, and also in the analysis of tokamak edge plasma experiments.