The sawtooth induced q-profile evolution was modelled at ASDEX Upgrade and validated with imaging motional Stark effect (IMSE) measurements. The equilibrium current distribution was estimated by the coupling of a Grad–Shafranov solver and the current diffusion equation. At ASDEX Upgrade an extensive diagnostic suite allows for a reliable modelling of the current density profile and its temporal evolution as long as neo-classical current diffusion can be assumed. The sawtooth-induced central q change, , was estimated from equilibrium reconstruction between the sawtooth events without using IMSE measurements. The sawtooth-induced current relaxation is modelled with two different reconnection models, a Kadomtsev full reconnection and a newly developed fully stochastic flat-current model. Both models result in about the same sawtooth-induced 0.10–0.12 but with a small difference in the absolute q0 values. The sawtooth-induced evolution of the forward modelled MSE angles agrees well with the IMSE measurements. This confirms the assumption of neo-classical current diffusion between the sawtooth events. A sensitivity study reveals two major ingredients for a reliable interpretation of MSE measurements. Firstly, the sawtooth-induced redistribution of fast ions has to be taken into account for a reliable estimation of the Shafranov shift. The fast-ion redistribution is modelled with a particle-conserving homogeneous fast-ion pressure profile in the plasma core and a subsequent recovery time of 50 ms. Secondly, a reliable estimation of the electric field is necessary for a credible interpretation of the MSE angles.
鋸歯状振動によって誘起されるq分布の時間発展は、ASDEX Upgradeにおいてモデル化され、イメージング・モーション・スターク効果(IMSE)測定によって検証された。平衡電流分布は、グレード・シャフラノフ方程式ソルバーと電流拡散方程式の連成によって推定された。ASDEX Upgradeでは、新古典電流拡散を仮定できる限り、広範な診断システムにより電流密度分布とその時間発展の信頼性の高いモデル化が可能である。鋸歯状振動によって誘起される中心q値の変化は、IMSE測定を用いずに、鋸歯状振動事象間の平衡再構成から推定された。鋸歯状振動によって誘起される電流緩和は、2つの異なる再結合モデル、すなわちカドムツェフ完全再結合モデルと、新たに開発された完全確率的平坦電流モデルを用いてモデル化された。両モデルは、鋸歯状振動によって誘起される変化としてほぼ同じ0.10〜0.12の値を与えるが、絶対的なq0値にはわずかな差が見られた。前方モデル化されたMSE角度の鋸歯状振動による時間発展は、IMSE測定とよく一致した。これは、鋸歯状振動事象間の新古典電流拡散の仮定を裏付けるものである。感度解析により、MSE測定の信頼性の高い解釈には2つの主要な要素があることが明らかになった。第一に、シャフラノフ・シフトの信頼性の高い推定には、鋸歯状振動による高速イオンの再分布を考慮に入れる必要がある。高速イオンの再分布は、プラズマコア内の粒子保存的な一様高速イオン圧力分布と、その後の50 msの回復時間を用いてモデル化された。第二に、MSE角度の信頼性の高い解釈には、電場の信頼性の高い推定が必要である。