The effects of flow shear on the stability of a (2,1) tearing mode are examined using numerical and analytic studies on a number of model systems. For a cylindrical reduced magnetohydrodynamic (MHD) model, linear computations using the CUTIE code show that sheared axial flows have a destabilizing effect, while sheared poloidal flows tend to reduce the growth rate of the mode. These effects are independent of the direction of the flow. For helical flows the sign of the shear in the flow matters. This symmetry breaking is also seen in the nonlinear regime where the island saturation level is found to depend on the sign of the flows. In the absence of flow, the CUTIE simulations show that the linear mode is more stable in a two fluid as compared to a single fluid model. However, in the presence of sheared axial flows a negative sheared flow is more destabilizing while a positive sheared flow is more stabilizing, compared to the single fluid model. In contrast to the cylindrical model, simulations in a toroidal model, using the MHD code NEAR, always show a stabilizing effect in the presence of a sheared toroidal flow. This is understood analytically in terms of a flow induced 'Shafranov' like shift in the profiles of the equilibrium current that results in a stabilizing change in Δ' and the saturated island size.
流れのシアが(2,1)テアリングモードの安定性に及ぼす影響を、いくつかのモデル系に対する数値的および解析的研究を用いて調べた。円筒簡約磁気流体力学(MHD)モデルに対して、CUTIEコードを用いた線形計算は、シアを有する軸方向流が不安定化効果を持つ一方、シアを有するポロイダル流はモードの成長率を減少させる傾向があることを示す。これらの効果は流れの方向に依存しない。ヘリカル流の場合、流れのシアの符号が重要である。この対称性の破れは非線形領域でも見られ、そこではアイランドの飽和レベルが流れの符号に依存することが見出される。流れがない場合、CUTIEシミュレーションは、単流体モデルと比較して二流体モデルでは線形モードがより安定であることを示す。しかし、シアを有する軸方向流が存在する場合、単流体モデルと比較して、負のシア流はより不安定化し、正のシア流はより安定化する。円筒モデルとは対照的に、トロイダルモデルにおけるシミュレーションでは、MHDコードNEARを用いて、シアを有するトロイダル流の存在下で常に安定化効果を示す。これは、平衡電流のプロファイルにおける流れによって誘起される「シャフラノフ」様のシフトという観点から解析的に理解され、その結果Δ'と飽和アイランドサイズに安定化の変化が生じる。