Static current profile control (CPC) is shown numerically to substantially enhance plasma confinement in the reversed-field pinch (RFP). By suitable application of an auxiliary electric field and adjustment of its internal location, width and amplitude, strongly decreased levels of dynamo fluctuations are obtained. The simulations are performed using a fully non-linear, resistive magnetohydrodynamic model, including the effects of ohmic heating as well as parallel and perpendicular heat conduction along stochastic field lines. The importance of controlling the parallel current profile in the core plasma to minimize the effects of tearing modes on confinement is thus confirmed. A near three-fold increase in energy confinement is found and poloidal plasma beta increases by 30% from 0.20 to 0.27. The edge heat flux is reduced to a third of that of the conventional RFP. The high-confinement phase is interrupted here by a crash, characterized by a rapid decrease in confinement. A detailed study of the crash phase is carried out by the standard Δ' theory and a fully resistive linearized time-spectral method; the generalized weighted residual method. The analysis suggests that the instability is caused by pressure-driven, resistive g-modes. Inclusion of anisotropic thermal conduction reduces the linear growth rates. As compared with our earlier numerical studies of CPC in the RFP, employing feedback control, the present static control scheme should be more easily implemented experimentally.
静電流分布制御（CPC）が、反転磁場ピンチ（RFP）におけるプラズマ閉じ込めを大幅に向上させることが、数値的に示される。補助電場を適切に印加し、その位置、幅、振幅を調整することにより、ダイナモ変動のレベルが大幅に低減される。シミュレーションは、オーム加熱ならびに確率磁力線に沿った平行および垂直熱伝導の効果を含む、完全非線形抵抗性磁気流体力学モデルを用いて実施される。コアプラズマにおける平行電流を制御し、テアリングモードの閉じ込めへの影響を最小化することの重要性が、これにより確認される。エネルギー閉じ込めの約3倍の向上が見られ、ポロイダルベータは0.20から0.27へと30%増加する。端部熱流束は、従来のRFPの3分の1に低減される。高閉じ込め位相は、閉じ込めの急激な低下を特徴とするクラッシュによって中断される。このクラッシュ位相の詳細な研究は、標準的なΔ'理論と、完全抵抗性線形化時間スペクトル法（一般化重み付き残差法）によって実施される。解析により、この不安定性は圧力駆動型の抵抗性gモードによって引き起こされることが示唆される。異方性熱伝導を考慮すると、線形成長率は低減する。フィードバック制御を採用した我々の以前のRFPにおけるCPCの数値研究と比較して、今回の静的制御方式は実験的に実装が容易であると考えられる。