The excitation of toroidicity-induced Alfvén eigenmodes (TAEs) using prescribed external electromagnetic perturbations (hereafter 'antenna') acting on a confined toroidal plasma, as well as its nonlinear couplings to other modes in the system, is studied. The antenna is described by an electrostatic potential resembling the target TAE mode structure along with its corresponding parallel electromagnetic potential computed from Ohm's law. Numerically stable long-time linear simulations are achieved by integrating the antenna within the framework of a mixed representation and pullback scheme (Mishchenko et al 2019 Comput. Phys. Commun.238 194). By decomposing the plasma electromagnetic potential into symplectic and Hamiltonian parts and using Ohm's law, the destabilizing contribution of the potential gradient parallel to the magnetic field is cancelled in the equations of motion. Besides evaluating the frequencies and the growth/damping rates of excited modes compared to referenced TAEs, we study the interaction of antenna-driven modes with fast particles and indicate their margins of instability. Furthermore, we show the first nonlinear simulations in the presence of a TAE-like antenna exciting other TAE modes, as well as global Alfvén eigenmodes with different toroidal wave numbers from that of the antenna.
閉じ込められたトロイダルプラズマに作用する指定された外部電磁摂動（以下「アンテナ」）を用いたトロイダル性誘起アルヴェン固有モード（TAE）の励起、およびその他のモードとの非線形結合を研究する。アンテナは、目標TAEモード構造に類似した静電ポテンシャルと、オームの法則から計算される対応する平行電磁ポテンシャルによって記述される。数値的に安定な長時間線形シミュレーションは、混合表現とプルバックスキームの枠組み内でアンテナを組み込むことによって達成される（Mishchenko et al 2019 Comput. Phys. Commun.238 194）。プラズマ電磁ポテンシャルをシンプレクティック部分とハミルトン部分に分解し、オームの法則を用いることにより、磁場に平行なポテンシャル勾配の不安定化寄与は運動方程式において打ち消される。励起されたモードの周波数と成長/減衰率を参照TAEと比較して評価することに加えて、アンテナ駆動モードと高速粒子との相互作用を研究し、それらの不安定性のマージンを示す。さらに、TAE様アンテナの存在下で他のTAEモード、およびアンテナのトロイダル波数とは異なるトロイダル波数を持つ大域的アルヴェン固有モードを励起する最初の非線形シミュレーションを示す。