Axisymmetric plasma equilibria with toroidal flow are investigated using a two-fluid analysis, taking into account the presence of momentum and current drive, together with dissipative effects. The equilibria are described by a set of three equations describing the spatial variation of poloidal magnetic flux, plasma pressure and toroidal magnetic field. These equations indicate that magnetic flux surfaces do not in general rotate as rigid bodies, as required by ideal magnetohydrodynamics in the absence of momentum sources and poloidal flows. For specific momentum drive and damping scenarios, expressions are obtained giving the variation of density on flux surfaces and the dependence of toroidal rotation rate on temperature that can in principle be tested experimentally. A simple relationship between the loop voltage and plasma current in an inductive tokamak plasma with toroidal flow is also derived.
軸対称プラズマ平衡をトロイダル流を伴う場合について、二流体解析を用いて調べる。ここでは、運動量駆動と電流駆動、および散逸効果の存在を考慮する。平衡は、ポロイダル磁束、プラズマ圧力、トロイダル磁場の空間変化を記述する3つの方程式によって記述される。これらの方程式は、磁気面が一般には剛体回転をしないことを示す。これは、運動量源とポロイダル流が存在しない理想磁気流体力学の場合に要求される剛体回転とは対照的である。特定の運動量駆動および減衰シナリオに対して、磁気面上の密度変化と、温度に対するトロイダル回転速度の依存性を表す式が得られる。これらは原理的に実験的に検証可能である。さらに、トロイダル流を伴う誘導性トカマクプラズマにおけるループ電圧とプラズマ電流の間の簡単な関係式も導出される。