The effect of the squareness of the plasma boundary shape on the plasma response to the applied n = 2 (n is the toroidal mode number) resonant magnetic perturbation, and consequently on controlling the edge-localized mode (ELM) in MAST-U in the double-null configuration, is numerically systematically investigated. The modeling is performed utilizing three different plasma response models: the single-fluid model, the two-fluid model and the magnetohydrodynamic-kinetic hybrid model. The effect of the plasma squareness on ELM control is found to depend on the equilbrium kinetic profiles. Fixing the equilibrium radial profiles to that from a recent MAST-U discharge, the experimental plasma shape is found to be close to optimal for ELM control in terms of squareness. The optimal coil phasing does not significantly vary with varying plasma squareness. These findings robustly hold with (i) two figures of merit (FoMs) defined for predicting the ELM control feasibility, and (ii) three plasma response models employed for evaluating these FoMs.
プラズマ境界形状の方形度が、印加された n = 2 (n はトロイダルモード数) 共鳴磁場摂動に対するプラズマ応答、および結果としてダブルヌル配位のMAST-Uにおける周辺局在モード (ELM) の制御に及ぼす影響を、数値的に系統的に調べた。モデリングは、単流体モデル、二流体モデル、磁気流体力学・運動論的ハイブリッドモデルの3つの異なるプラズマ応答モデルを用いて行われた。プラズマの方形度がELM制御に及ぼす影響は、平衡運動論的プロファイルに依存することが見出された。平衡の動径方向プロファイルを最近のMAST-U放電のものに固定すると、実験のプラズマ形状は方形度の観点でELM制御にほぼ最適であることが見出された。最適なコイル位相は、プラズマの方形度を変えても大きく変化しない。これらの知見は、(i) ELM制御の実現可能性を予測するために定義された2つの性能指数 (FoMs)、および (ii) これらのFoMsを評価するために用いられた3つのプラズマ応答モデル、の両方に対して頑健に成り立つ。