The impact of plasma shaping on tokamak scrape-off layer (SOL) turbulence is investigated. The drift-reduced Braginskii equations are written for arbitrary magnetic geometries, and an analytical equilibrium model is used to introduce the dependence of turbulence equations on tokamak inverse aspect ratio (), Shafranov's shift (Δ), elongation (κ), and triangularity (δ). A linear study of plasma shaping effects on the growth rate of resistive ballooning modes (RBMs) and resistive drift waves (RDWs) reveals that RBMs are strongly stabilized by elongation and negative triangularity, while RDWs are only slightly stabilized in non-circular magnetic geometries. Assuming that the linear instabilities saturate due to nonlinear local flattening of the plasma gradient, the equilibrium gradient pressure length in the SOL is numerically computed and its dependence on , Δ, κ, and δ is analyzed, showing that stabilization of RBMs results in shorter Lp. An analytical estimate of Lp in the infinit aspect ratio limit and neglecting the Shafranov's shift is also derived. Nonlinear SOL turbulence simulations with non-circular magnetic geometries are carried out using the global, three-dimensional, flux-driven fluid code GBS (Ricci et al 2012 Plasma Phys. Control. Fusion54 124047) and the results are compared with the findings obtained from the linear analysis of the SOL instabilities, showing good quantitative agreement.
プラズマ形状がトカマク・スクレイプオフ層（SOL）乱流に及ぼす影響を調査する。ドリフト低減ブラギンスキー方程式を任意の磁気幾何学に対して書き下し、解析的平衡モデルを用いて、乱流方程式のトカマク逆アスペクト比（）、シャフラノフシフト（Δ）、伸長度（κ）、三角形度（δ）への依存性を導入する。抵抗性バルーニングモード（RBM）および抵抗性ドリフト波（RDW）の成長率に対するプラズマ形状効果の線形解析により、RBMは伸長度と負の三角形度によって強く安定化される一方、RDWは非円形磁気幾何学においてわずかにしか安定化されないことが明らかになる。線形不安定性がプラズマ勾配の非線形局所的平坦化によって飽和すると仮定すると、SOLにおける平衡勾配圧力長さ を数値的に計算し、その 、Δ、κ、δへの依存性を解析した結果、RBMの安定化によりLpが短くなることが示される。無限アスペクト比極限かつシャフラノフシフトを無視した場合のLpの解析的推定も導出する。非円形磁気幾何学を有する非線形SOL乱流シミュレーションを、大域的3次元流束駆動流体コードGBS（Ricciら、2012年、Plasma Phys. Control. Fusion 54、124047）を用いて実施し、その結果をSOL不安定性の線形解析から得られた知見と比較し、良好な定量的一致を示す。