In this paper, we revisit the physics of mitigated and unmitigated vertical displacement events (VDEs) and present a summary of present modelling efforts and code capabilities. While 3D MHD simulations of VDEs for AUG and JET are now approaching realistic plasma parameters (e.g. resistivity) and getting closer to experimental observations (e.g. CQ times and vessel forces), the time scales of ITER VDEs (∼500 ms) are still out of computational reach. Therefore, re-scaling of plasma parameters, model simplifications or demanding matrix pre-conditioning techniques are required. We describe such techniques and compare AUG, JET and ITER unmitigated VDE simulations in terms of the dynamics of the CQ and total vacuum vessel forces. In JET simulations, the safety factor (q95) falls to unity during the current quench, which destabilizes a 1/1 kink mode. On the other hand, in AUG and ITER simulations, MHD activity is more effective preventing the drop of q95, leading to comparatively smaller forces in these devices. We will also discuss the applicability of axisymmetric plasma simulations and their success on simulating mitigated disruptions. Finally we review the remaining modelling challenges and future plans for unmitigated disruptions. For example, MHD codes need to improve their scrape-off-layer modelling, such as including the limitation of the halo current to the ion saturation current. Although crucial, this remains numerically challenging even for axisymmetric simulations.
本論文では、緩和および非緩和の垂直変位事象（VDE）の物理を再検討し、現在のモデリングの取り組みとコードの能力についての要約を示す。AUGおよびJETに対するVDEの3D MHDシミュレーションは、現在では現実的なプラズマパラメータ（例：抵抗率）に近づきつつあり、実験観測（例：CQ時間や容器力）にも近づいているが、ITER VDEの時間スケール（∼500 ms）は依然として計算能力の範囲外である。したがって、プラズマパラメータの再スケーリング、モデルの簡略化、または負荷の高い行列前処理技術が必要である。我々はそのような技術を説明し、CQと総真空容器力のダイナミクスの観点から、AUG、JET、ITERの非緩和VDEシミュレーションを比較する。JETシミュレーションでは、安全係数（q95）が電流クエンチ中に1まで低下し、1/1キンクモードを不安定化させる。一方、AUGとITERのシミュレーションでは、MHD活動がq95の低下を防ぐ上でより効果的であり、これらの装置では比較的小さな力につながる。また、軸対称プラズマシミュレーションの適用可能性と、緩和ディスラプションのシミュレーションにおけるその成功についても議論する。最後に、非緩和ディスラプションに関する残されたモデリング課題と将来計画を概説する。例えば、MHDコードはスクレイプオフ層モデリングを改善する必要があり、ハロー電流のイオン飽和電流への制限を含めることなどが挙げられる。これは極めて重要であるが、軸対称シミュレーションでさえ数値的に困難なままである。