Numerical calculations have been carried out to study the nonlinear growth of the double tearing mode (DTM) in the reversed central magnetic shear configuration for medium-size tokamak plasma parameters, based on two-fluid equations and large aspect ratio approximation. Three different regimes of the DTM growth are found. (a) annular crash regime, existing for a small distance but a not too large plasma rotation frequency difference between two resonant surfaces. In this regime the plasma pressure between two resonant surfaces is flattened due to the fast magnetic reconnection in tens of microseconds, in agreement with experimental observations. In addition, a large plasma rotation shear is generated around the edge of the pressure flattening region right after the fast magnetic reconnection. (b) Core crash regime, existing for a medium distance and a relatively low rotation frequency difference between two resonant surfaces, in which the plasma pressure is flattened over a large region up to the magnetic axis during the fast magnetic reconnection in tens of microseconds, in agreement with experimental observation too. (c) No crash regime, existing for a sufficiently large distance and/or frequency difference between two resonant surfaces. In this regime the mode grows slowly in the nonlinear phase and saturates at a finite amplitude, causing a local flattening of the plasma pressure at the resonant surface but without fast crashes.
数値計算を、中型トカマクプラズマパラメータに対する反転中央磁気シア配位におけるダブルティアリングモード(DTM)の非線形成長を研究するために、二流体方程式と大アスペクト比近似に基づいて実施した。DTM成長の三つの異なる領域が見いだされた。(a) 環状クラッシュ領域: 二つの共鳴面間の距離が小さいが、プラズマ回転周波数差が大きすぎない場合に存在する。この領域では、二つの共鳴面間のプラズマ圧力が、数十マイクロ秒での高速磁気リコネクションにより平坦化される。これは実験観測と一致する。さらに、高速磁気リコネクションの直後に、圧力平坦化領域の端の周囲に大きなプラズマ回転シアが生成される。(b) コアクラッシュ領域: 二つの共鳴面間の距離が中程度で、回転周波数差が比較的低い場合に存在し、この領域では、数十マイクロ秒での高速磁気リコネクション中に、プラズマ圧力が磁気軸までの大きな領域にわたって平坦化される。これも実験観測と一致する。(c) ノークラッシュ領域: 二つの共鳴面間の距離および/または周波数差が十分に大きい場合に存在する。この領域では、モードは非線形位相でゆっくり成長し、有限振幅で飽和して、共鳴面でのプラズマ圧力の局所的な平坦化を引き起こすが、高速クラッシュは伴わない。