Recently, the coexistence of multiple energetic particle driven instabilities was observed in experiments on the ASDEX-Upgrade tokamak (Lauber et al 2018 27th IAEA Fusion Energy Conf.). A hybrid simulation using the MEGA code was performed to investigate the properties of those instabilities. The basic mode properties obtained in the simulations, such as mode frequencies, mode numbers, and inward energetic particle (EP) redistribution, are in good agreement with the experiments. It is found that the energetic particle driven geodesic acoustic mode (EGAM) is initially stable, then zonal flow gradually occurs with the growth of the Alfvén instability, and finally, the EGAM is nonlinearly excited and the amplitude exceeds the Alfvén instability. The dependence of EGAM properties on EP pressure and pitch angle distribution is analyzed. The EGAM amplitude increases with EP pressure. The nonlinearly excited EGAM is a high-frequency branch that appears even under the condition of a slowing-down EP distribution. The resonant particles are also analyzed, but the dominant resonant particles of the EGAM in the linear growth phase are not found because the EGAM does not grow in the linear regime. In the phase space of pitch angle variable Λ and energy E, it is found that initially the Alfvén instability is excited by EPs with poloidal frequency 70 kHz, then, after the saturation of the Alfvén instability, the resonance region moves towards lower energy and touches the EGAM resonance line, and finally, EGAM is excited by the particles with poloidal frequency . This process is a kind of resonance overlap.
近年、ASDEX-Upgradeトカマクの実験において、複数の高エネルギー粒子駆動不安定性の共存が観測された（Lauber et al 2018 27th IAEA Fusion Energy Conf.）。MEGAコードを用いたハイブリッドシミュレーションが、それらの不安定性の特性を調査するために実施された。シミュレーションで得られた基本モード特性、例えばモード周波数、モード数、および内向きの高エネルギー粒子（EP）再分布は、実験と良好な一致を示している。高エネルギー粒子駆動測地音響モード（EGAM）は初期には安定であり、アルヴェーン不安定性の成長とともに帯状流が徐々に発生し、最終的にEGAMが非線形的に励起されてその振幅がアルヴェーン不安定性を超えることが見出された。EGAM特性のEP圧力およびピッチ角分布への依存性が解析された。EGAM振幅はEP圧力とともに増加する。非線形的に励起されたEGAMは高周波数分枝であり、減速EP分布の条件下でも現れる。共鳴粒子も解析されたが、EGAMは線形成長段階では成長しないため、線形領域におけるEGAMの支配的な共鳴粒子は見出されなかった。ピッチ角変数ΛとエネルギーEの位相空間において、当初はアルヴェーン不安定性がポロイダル周波数70 kHzのEPによって励起され、その後、アルヴェーン不安定性の飽和後に共鳴領域が低エネルギー側へ移動してEGAM共鳴線に接触し、最終的にEGAMがポロイダル周波数の粒子によって励起されることが見出された。この過程は一種の共鳴重なりである。