The toroidal single-fluid magnetohydrodynamic (MHD) code MARS-F (Liu et al 2000 Phys. Plasmas 7 3681) and the MHD-kinetic hybrid code MARS-K (Liu et al 2008 Phys. Plasmas 15 112503) are utilized to study the plasma response to the n = 1 (n is the toroidal mode number) resonant magnetic perturbation (RMP), applied to suppress the type-I edge localized mode (ELM) in a KSTAR discharge. Both the resistive-rotating and ideal-static plasma models identify strong screening of the resonant radial field harmonics of the applied RMP due to the plasma response, and predict a strong edge-peeling response of the plasma which is consistent with the optimal ELM control coil current configuration adopted in experiment. The RMP-induced radial displacement of the plasma, computed by the resistive-rotating plasma model, agrees reasonably well with that reconstructed from the measured data in the plasma core. Taking into account the drift kinetic response of fast ions, MARS-K hybrid modeling also finds quantitative agreement of the plasma core fluid pressure perturbation with experiment. Based on the MARS-F computed plasma response, a guiding-center orbit-tracing simulation finds about 0.3% of fast ion losses due the n = 1 RMP in the KSTAR ELM control experiment considered. Most losses are associated with counter-current fast ions located near the plasma edge.
トロイダル単一流体磁気流体力学(MHD)コードMARS-F (Liu et al 2000 Phys. Plasmas 7 3681)とMHD-運動論的ハイブリッドコードMARS-K (Liu et al 2008 Phys. Plasmas 15 112503)を用いて、KSTAR放電においてタイプI周辺局在モード(ELM)を抑制するために印加されたn = 1 (nはトロイダルモード数)共鳴磁気摂動(RMP)に対するプラズマ応答を研究した。抵抗回転および理想静的プラズマモデルの両方が、プラズマ応答による印加RMPの共鳴径方向磁場高調波の強い遮蔽を特定し、実験で採用された最適なELM制御コイル電流配位と一致する強いエッジ・ピーリング応答を予測する。抵抗回転プラズマモデルによって計算されたRMP誘起のプラズマ径方向変位は、プラズマコアにおける測定データから再構築されたものと合理的によく一致する。高速イオンのドリフト運動論的応答を考慮に入れて、MARS-Kハイブリッドモデリングもまた、プラズマコアの流体圧力摂動が実験と定量的に一致することを見出した。MARS-Fによって計算されたプラズマ応答に基づいて、案内中心軌道追跡シミュレーションは、対象としたKSTAR ELM制御実験においてn = 1 RMPによる高速イオン損失の約0.3%を見出す。損失の大部分は、プラズマ端近くに位置する反電流方向の高速イオンに関連している。