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Stability analysis of a peeling-ballooning mode in toroidally rotating plasmas

トロイダル回転をしているプラズマ中におけるピーリング・バルーニングモードの安定性解析

相羽 信行; 徳田 伸二; 古川 勝*; 廣田 真; 大山 直幸

Aiba, Nobuyuki; Tokuda, Shinji; Furukawa, Masaru*; Hirota, Makoto; Oyama, Naoyuki

Type-I ELMの原因である、周辺部ペデスタル領域において不安定化するMHDモードの安定性に対するトロイダル回転の影響について数値解析を行った。そのために、回転の影響を考慮した線形理想MHD方程式であるFrieman-Rotenberg方程式を解く数値解析コードMINERVAを開発した。その結果として、回転シアを持つトロイダル回転は周辺局在MHDモード(ピーリング・バルーニングモード)を不安定化することを明らかにした。この不安定化効果に対して平衡の安全係数分布の違いが影響を与えることも示した。この原因として、トロイダル回転の影響が不安定化するMHDモードのトロイダルモード数が高いほど強く表れること、そしてこのトロイダルモード数は安全係数分布に強く依存して決まることを明らかにした。

Effects of a toroidal rotation are investigated numerically on the stability of the MHD modes in the edge pedestal, which relate to the type-I edge-localized mode (ELM). A new linear MHD stability code MINERVA is developed for solving the Frieman-Rotenberg equation, which is the linear ideal MHD equation with flow. As the result of the stability analysis, it is revealed that the sheared toroidal rotation destabilizes the edge localized MHD modes. The change of the safety factor profile affects this destabilizing effect. This is because the rotation effect on the edge MHD stability becomes stronger as the toroidal mode number of the unstable MHD mode increases, and this toroidal mode number strongly depends on the safety factor profile.

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