Edge localized modes (ELMs) are completely suppressed by ion cyclotron resonant heating (ICRH) during H-mode discharge, which is first observed in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST). The electromagnetic turbulence model in the BOUT++ framework is applied to the simulations, with the aim of obtaining the key physics mechanisms of ELM suppression by ICRH. The simulations, for the EAST experiment with no ELMs after ICRH, reveal that the radio frequency (RF) sheath plays a key role in the suppression of ELMs. The simulation results show that: (a) using the flow-balanced electric field, the ELM sizes are about 3.4% before ICRH, and 2.1% after ICRH. Although the smaller ELM is obtained with ICRH, it still belongs to relatively large ELMs; (b) instead of the flow-balance condition, the radial electric field Er is calculated using the RF sheath model, and the ELM size is about 0.36% with ICRH, much closer to the small/no ELM regime. After considering the effect of ICRH, the larger E × B shear rate in the pedestal and scrape-off layer induced by the RF sheath reduces the linear growth rate, and enhances the nonlinear mode coupling. Furthermore, we find that there is an effective range of the sheath potential, in which the ELM can be well suppressed, but beyond this range the ELM may be only mitigated rather than suppressed. This can reasonably explain why the probability of ELM suppression by ICRH appearing in the experiments is low.
周辺局在モード(ELM)は、Hモード放電中にイオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)によって完全に抑制され、これは実験先進超伝導トカマク(EAST)で初めて観測された。BOUT++フレームワークにおける電磁乱流モデルがシミュレーションに適用され、ICRHによるELM抑制の主要な物理メカニズムを得ることを目的とした。ICRH後のELMが存在しないEAST実験に対するシミュレーションは、高周波(RF)シースがELMの抑制において重要な役割を果たすことを明らかにしている。シミュレーション結果は以下を示す:(a)流れ平衡電場を用いた場合、ELMの大きさはICRH前で約3.4%、ICRH後で約2.1%である。ICRHによりより小さいELMが得られるものの、それでも比較的大きなELMに属する;(b)流れ平衡条件の代わりに、動径電場ErがRFシースモデルを用いて計算され、ELMの大きさはICRHで約0.36%となり、小さなELM/ELMなしの領域にはるかに近い。ICRHの効果を考慮した後、RFシースによって誘起されたペデスタルおよびスクレイプオフ層におけるより大きなE×Bシア速度は、線形成長率を低減し、非線形モード結合を増強する。さらに、シース電位には有効な範囲が存在し、その範囲内ではELMを十分に抑制できるが、この範囲を超えるとELMは抑制ではなく緩和のみが可能となる可能性があることを見出した。これは、実験においてICRHによるELM抑制の確率が低い理由を合理的に説明できる。