Magnetic triggering of edge localized modes (ELMs) in Ohmic H-mode plasmas was first reported in the TCV tokamak (Degeling et al 2003 Plasma Phys. Control. Fusion45 1637). This method, showing reliable locking of the ELM frequency to an imposed axisymmetric vertical plasma oscillation, was also demonstrated in the ITER-relevant type-I ELM regime in ASDEX Upgrade (Lang et al 2004 Plasma Phys. Control. Fusion46 L31) and JET (de la Luna et al 2015 Nucl. Fusion56 026001). However, the mechanisms of the ELM triggering due to a vertical motion has not been studied extensively. The non-linear reduced MHD code JOREK-STARWALL has been extended for 3D free-boundary computations (Hölzl et al 2012 J. Phys.: Conf. Ser. 401 012010), which has allowed us to simulate for the first time realistic vertical oscillations together with ELM simulations in a single consistent scheme. Our simulations demonstrate that stable plasmas can be destabilized by the application of a vertical oscillation for ITER. During the vertical motion, a toroidal current is induced in the pedestal. The origin of this current is analysed in detail with the use of simulations and a simple analytical model, revealing that it arises from the compression of the plasma cross section due to its motion through an inhomogeneous magnetic field. Lower pedestal currents between ELMs require bigger vertical displacements to destabilize ELMs, which directly points towards the increased edge current as the ELM driving mechanism. Finally the ELM triggering shows a very weak dependence on the plasma velocity for ITER in agreement with experiments.
オーミックHモードプラズマにおけるエッジ局在モード（ELM）の磁気トリガリングは、TCVトカマクで初めて報告された（Degeling et al 2003 Plasma Phys. Control. Fusion45 1637）。この方法は、課された軸対称垂直プラズマ振動へのELM周波数の確実なロックを示すものであり、ASDEX Upgrade（Lang et al 2004 Plasma Phys. Control. Fusion46 L31）およびJET（de la Luna et al 2015 Nucl. Fusion56 026001）におけるITER関連のタイプI ELM領域でも実証された。しかしながら、垂直運動によるELMトリガリングのメカニズムは、これまで十分に研究されていない。非線形簡約MHDコードJOREK-STARWALLは、3次元自由境界計算のために拡張されており（Hölzl et al 2012 J. Phys.: Conf. Ser. 401 012010）、これにより、単一の整合したスキーム内で現実的な垂直振動とELMシミュレーションを初めて組み合わせることが可能となった。我々のシミュレーションは、ITERにおいて垂直振動の印加によって安定なプラズマが不安定化され得ることを実証している。垂直運動の間、ペデスタル内にトロイダル電流が誘起される。この電流の起源は、シミュレーションと単純な解析モデルを用いて詳細に分析され、非一様磁場中での運動によるプラズマ断面の圧縮に起因することが明らかにされた。ELM間のペデスタル電流が低いほど、ELMを不安定化するために必要な垂直変位は大きくなり、これはELM駆動メカニズムとしての増大した電流を直接的に示唆している。最後に、ELMトリガリングのプラズマ速度に対する依存性は非常に弱く、これは実験と一致する。