MINERVA; Ideal MHD stability code for toroidally rotating tokamak plasmas

MINERVA; トロイダル回転しているトカマクプラズマに対する理想MHD安定性解析コード

相羽 信行; 徳田 伸二; 古川 勝*; Snyder, P. B.*; Chu, M. S.*

Aiba, Nobuyuki; Tokuda, Shinji; Furukawa, Masaru*; Snyder, P. B.*; Chu, M. S.*

トカマクプラズマにおける線形理想MHD安定性に対するトロイダル回転の影響を調べるために新たな数値安定性解析コードMINERVAを開発した。このコードは、Frieman-Rotenberg方程式を一般化固有値問題のみならず初期値問題としても取り扱って解を求めることができる。このコードは並列化されており、これにより長波長及び短波長の理想モードの安定性を短時間で評価することが可能である。また、このコードの妥当性は複数のベンチマークテストにより確認された。さらに、このコードを用いて周辺MHD安定性に対するトロイダル回転の影響を解析した結果、トロイダル回転は長・短波長の周辺局在MHDモードを不安定化させるが、周辺回転シアは長・中波長のMHDモードは不安定化させる一方、短波長のMHDモードは安定化させることを明らかにした。

A new linear MHD stability code MINERVA is developed for investigating a toroidal rotation effect on the stability of ideal MHD modes in tokamak plasmas. This code solves the Frieman-Rotenberg equation as not only the generalized eigenvalue problem but also the initial value problem. The parallel computing method used in this code realizes the stability analysis of both long and short wavelength MHD modes in short time. The results of some benchmarking tests show the validity of this MINERVA code. The numerical study with MINERVA about the toroidal rotation effect on the edge MHD stability shows that the rotational shear destabilizes the long/intermediate wavelength modes but stabilizes the short wavelength edge localized MHD modes, though the rotation frequency destabilizes both the long and the short wavelength MHD modes.