A possible triggering mechanism of Alfvén waves (AWs) in tokamak plasmas, based on localized perturbations induced by magnetic reconnection events, is discussed in the framework of nonlinear viscoresistive 3D magnetohydrodynamics (MHD) modeling. Numerical simulations are performed with the SpeCyl code (Cappello and Biskamp 1996 Nucl. Fusion 36 571) that solves the equations of the viscoresistive MHD model in cylindrical geometry. We investigate a ohmic tokamak configuration where the m = 1, n = 1 internal kink mode (m is the poloidal mode number and n is the toroidal mode number) undergoes a complete reconnection process. An in-depth investigation of the process shows a spatio-temporal correlation between the velocity perturbations associated with the reconnection and the excitation of the shear AW in the core region and the global Alfvén eigenmodes, both with dominant m = 1, n = 0 periodicity. In particular they are observed to emanate from the outflow cones of the reconnection layer associated with the internal kink. The excitation mechanism described in this paper could explain the observations of Alfvénic fluctuations in the absence of energetic ions in several tokamak experiments documented in the literature and could contribute to AWs excitation in general, even in the presence of fast particles. This result shares similarities with analogous study in reversed-field pinch (RFP) configuration (Kryzhanovskyy et al 2022 Nucl. Fusion 62 086019) where AWs were found to be excited by the RFP sawtoothing.
非線形粘性抵抗性3D磁気流体力学(MHD)モデリングの枠組みにおいて，磁気リコネクション事象によって誘起される局所摂動に基づく，トカマクプラズマ中のアルフヴェン波(AWs)の可能な誘発メカニズムについて議論する。数値シミュレーションは，円筒幾何学における粘性抵抗性MHDモデルの方程式を解くSpeCylコード(Cappello and Biskamp 1996 Nucl. Fusion 36 571)を用いて実行される。我々は，m = 1, n = 1内部キンクモード(mはポロイダルモード数，nはトロイダルモード数)が完全なリコネクション過程を経るオーミックトカマク配位を調査する。この過程の詳細な調査は，リコネクションに関連する速度摂動と，コア領域におけるシア・アルフヴェン波および大域的アルフヴェン固有モード(両方とも支配的なm = 1, n = 0周期性を持つ)の励起との間の時空間相関を示す。特に，それらは内部キンクに関連するリコネクション層の流出コーンから放出されることが観察される。本論文で記述される励起メカニズムは，文献に記録されているいくつかのトカマク実験における高エネルギーイオンが存在しない場合のアルフヴェン揺動の観測を説明できる可能性があり，高速粒子が存在する場合でも一般にAWs励起に寄与し得る。この結果は，AWsがRFP鋸歯状振動によって励起されることが見出された逆転磁場ピンチ(RFP)配位における類似研究(Kryzhanovskyy et al 2022 Nucl. Fusion 62 086019)と類似性を共有する。