A model for integrated modelling studies of edge localized modes (ELMs) in ITER is discussed in this paper. Stability analyses are carried out for ITER and DIII-D equilibria that are generated with the TEQ and TOQ equilibrium codes. The H-mode pedestal pressure and parallel current density are varied in a systematic way in order to span the relevant parameter space for specific ITER plasma parameters. The ideal MHD stability codes, DCON, ELITE and BALOO, are employed to determine whether or not each ITER equilibrium profile is unstable to peeling or ballooning modes in the pedestal region. Several equilibria that are close to the marginal stability boundary for peeling and ballooning modes are tested with the NIMROD non-ideal MHD code. When the effects of finite resistivity are studied in a series of linear NIMROD computations, it is found that the peeling–ballooning stability threshold is very sensitive to the resistivity and viscosity profiles, which vary dramatically over a wide range near the separatrix. When two-fluid gyro-viscous and Hall effects are included in NIMROD computations, it is found that harmonics with high toroidal mode numbers are stabilized while the growth rate of harmonics with low toroidal mode numbers are only moderately reduced. When flow shear across the H-mode pedestal is included, it is found that linear growth rates are increased, particularly for harmonics with high toroidal mode numbers. In nonlinear NIMROD simulations, ELM crashes produce filaments that extend out to the wall in the absence of flow shear. When flow shear is included, the filaments are dragged by the fluid and sheared off before they extend to the wall.
本論文では、ITERにおけるエッジ局在モード（ELM）の統合モデリング研究のためのモデルについて議論する。TEQおよびTOQ平衡コードを用いて生成されたITERおよびDIII-D平衡に対して安定性解析を実施する。Hモードペデスタルの圧力と平行電流密度を系統的に変化させ、特定のITERプラズマパラメータに対する関連パラメータ空間を網羅する。理想MHD安定性コードであるDCON、ELITE、BALOOを用いて、各ITER平衡プロファイルがペデスタル領域においてピーリングモードまたはバルーニングモードに対して不安定であるかどうかを判定する。ピーリング・バルーニングモードの限界安定境界に近い複数の平衡を、NIMROD非理想MHDコードを用いて試験する。一連の線形NIMROD計算において有限抵抗率の影響を調べたところ、ピーリング・バルーニング安定性閾値は、セパラトリクス近傍で広範囲にわたって大きく変化する抵抗率および粘性率の分布に非常に敏感であることが判明した。NIMROD計算に二流体ジャイロ粘性およびホール効果を含めると、高トロイダルモード数の高調波は安定化される一方、低トロイダルモード数の高調波の成長率はわずかに減少するのみであることが示された。Hモードペデスタル全体にわたる流れのシアを含めると、線形成長率は増加し、特に高トロイダルモード数の高調波で顕著である。非線形NIMRODシミュレーションでは、流れのシアがない場合、ELM崩壊によりフィラメントが壁まで延びる。流れのシアを含めると、フィラメントは流体によって引きずられ、壁に到達する前にせん断される。