A direct variational method based on an energy principle is applied to obtain approximate magnetohydrodynamic equilibria for tokamak plasmas. The geometry of the nested magnetic flux surfaces is specified by a model that includes displacement, elongation and triangularity effects. The radial dependence in flux coordinates is described by a consistent set of trial functions which allows analytical calculation of the flux-surface averaged internal energy density of the plasma. Approximate solutions of the variational problem are obtained for arbitrary aspect-ratio tokamaks using a one-parameter optimization procedure.
トカマクプラズマのための近似的な磁気流体力学平衡を求めるために、エネルギー原理に基づく直接変分法が適用される。入れ子状の磁気面の形状は、変位、伸長、および三角形変形の効果を含むモデルによって指定される。磁束座標における径方向依存性は、プラズマの磁束面平均された内部エネルギー密度の解析的な計算を可能にする一貫した試行関数の集合によって記述される。変分問題の近似解は、一パラメータ最適化手順を用いて任意のアスペクト比のトカマクに対して得られる。