Toroidal computation of the plasma response to the n = 2 (n is the toroidal mode number) resonant magnetic perturbation field, based on an H-mode plasma in DIII-D, is carried out for the purpose of investigating the role of the ideal versus resistive plasma response models while scanning the plasma safety factor (q) at the edge. Both response models, implemented in the MARS-F code (Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681), show significant amplification of the kink-peeling response in certain q-windows. A longstanding issue addressed in this work is the sensitivity of the q-window versus smoothing of the X-point geometry of the plasma separatrix. For this purpose, scan of the safety factor in 2D space (q95, qa) is carried out, where the q-value at 95% of the equilibrium poloidal flux, q95, is scanned by varying the total plasma current, whilst the edge safety factor qa is varied by gradually smoothing the X-point geometry at fixed total plasma current. Transition to the edge-peeling amplification domain is well described by simple analytic curves relating q95 and qa in the (q95, qa) space. These analytic curves not only help to quantify the sensitivity of the q95-window versus qa variation, but also establish the q95 window in the asymptotic limit of infinite qa (i.e. in the presence of true X-points). The 'resonant' q95 values (3.6, 4.05, 4.5) are found to roughly exhibit 1/n periodicity at infinite qa. Both ideal and resistive plasma response models, as well as the computed field at different pick-up locations, yield the same analytic curves describing transition to strong edge-peeling response. Detailed analysis of the computed plasma response and comparison with experiments are also performed.
トロイダルモード数n = 2の共鳴磁場摂動に対するプラズマ応答のトロイダル計算を、DIII-DにおけるHモードプラズマに基づいて実施し、エッジにおけるプラズマ安全係数(q)を走査しながら、理想応答モデルと抵抗性応答モデルの役割を調査した。MARS-Fコード(Liuら 2000 Phys. Plasmas 7 3681)に実装された両応答モデルは、特定のq窓においてキンク-ピーリング応答の顕著な増幅を示す。本研究で取り組む長年の課題は、プラズマセパラトリックスのX点形状の平滑化に対するq窓の感度である。この目的のため、2次元空間(q95, qa)における安全係数の走査を実施した。ここで、平衡ポロイダル磁束の95%におけるq値であるq95は、総プラズマ電流を変化させることによって走査され、一方、エッジ安全係数qaは、総プラズマ電流を固定したままX点形状を徐々に平滑化することによって変化させられる。エッジ・ピーリング増幅領域への遷移は、(q95, qa)空間におけるq95とqaを関連付ける単純な解析曲線によってよく記述される。これらの解析曲線は、qa変化に対するq95窓の感度を定量化するのに役立つだけでなく、無限大のqaの極限(すなわち真のX点が存在する場合)におけるq95窓を確立するのにも役立つ。共鳴q95値(3.6、4.05、4.5)は、無限大のqaにおいてほぼ1/nの周期性を示すことが見出された。理想応答モデルと抵抗性応答モデルの両方、ならびに異なる検出位置における計算磁場は、強いエッジ・ピーリング応答への遷移を記述する同じ解析曲線を与える。計算されたプラズマ応答の詳細な解析と実験との比較も実施した。