We investigate the role of thermal conductivity on the evolution and saturation of the m/n = 2/1 resistive tearing mode (m and n are, respectively, the poloidal and toroidal Fourier mode numbers), by using a 3D toroidal MHD code (CLT). It is found that thermal conductivity has great influence on pressure and current profiles, and further affects the dynamic evolution of the tearing mode. Our simulation results indicate that the linear growth rate of the tearing mode increases, but the saturation level of magnetic islands decreases with increase of thermal conductivity. With a small thermal conductivity, a flattened distribution of the thermal pressure inside magnetic islands leads to a large pressure gradient at the edge that drives a ballooning mode to be unstable. We further found that the radial electric field at the magnetic island boundary and the vortex-like flow inside the magnetic island lead to a poloidally asymmetric transport barrier and reduce the thermal conductivity at the magnetic island boundary, which contributes to formation of an internal transport barrier.
我々は、3次元トロイダルMHDコード(CLT)を用いて、m/n = 2/1抵抗性ティアリングモード(mおよびnはそれぞれポロイダルおよびトロイダルフーリエモード数)の時間発展に対する熱伝導率の役割を調査する。熱伝導率が圧力分布および電流分布に大きな影響を及ぼし、さらにティアリングモードの動的発展に影響を与えることが見出された。我々のシミュレーション結果は、熱伝導率の増加に伴い、ティアリングモードの線形成長率は増加するが、磁気島の飽和レベルは減少することを示している。熱伝導率が小さい場合、磁気島内部の圧力分布の平坦化が島端部に大きな圧力勾配を生じさせ、バルーニングモードを不安定化させる。さらに、磁気島境界における径方向電場と磁気島内部の渦状流が、ポロイダル方向に非対称な輸送を引き起こし、磁気島境界での熱伝導率を低減させることが、内部輸送障壁の形成に寄与していることを見出した。