In ASDEX Upgrade hybrid discharges, it is found that an externally applied n = 1 field preferentially distorts the plasma in the core, leading to significant flow damping there and elsewhere across the plasma radius. MARS-F/Q modeling of a neoclassical toroidal viscous NTV) torque that results from an amplified internal kink-type displacement in the plasma core is qualitatively consistent with the measured internal displacements, beta dependence, and rotation damping. Sensitivity studies indicate that the internal kink response and the resulting core flow damping critically depend on the plasma equilibrium pressure, the initial flow speed, the coil phasing and the proximity of q0 to 1. No appreciable flow damping is found for a βN plasma. A relatively slower initial toroidal flow results in a stronger core flow damping, due to the enhanced NTV torque. Weaker flow damping is achieved as q0 is assumed to be farther away from 1. Finally, a systematic coil phasing scan finds the strongest (weakest) flow damping occurring at the coil phasing of approximately 20 (200) degrees, quantitatively agreeing with experiments. This study points to the important role played by the internal kink response in plasma core flow damping in high-beta hybrid scenario plasmas such as that foreseen for ITER.
ASDEXアップグレードのハイブリッド放電において、外部から印加されたn = 1の摂動磁場がプラズマ中心部の変形を優先的に引き起こし、その結果、コア領域およびプラズマ半径全体にわたる他の領域で有意なフロー減衰が生じることが見出された。プラズマコアにおける増幅された内部キンク型変位に起因する新古典トロイダル粘性(NTV)トルクのMARS-F/Qモデリングは、測定された内部変位、ベータ依存性、および回転減衰と定性的に一致する。感度解析により、内部キンク応答とそれに伴うコアフロー減衰は、プラズマ平衡圧力、初期フロー速度、コイル位相、およびq0の1からの近さに決定的に依存することが示された。βNプラズマでは、顕著なフロー減衰は見られなかった。比較的遅い初期トロイダルフローは、NTVトルクの増強により、より強いコアフロー減衰をもたらす。q0が1からより離れていると仮定すると、より弱いフロー減衰が達成される。最後に、系統的なコイル位相走査により、フロー減衰が最も強く(弱く)なるのは、コイル位相が約20度(200度)のときであり、実験と定量的に一致することが見出された。本研究は、ITERで想定されているような高ベータハイブリッドシナリオプラズマにおけるプラズマコアフロー減衰において、内部キンク応答が重要な役割を果たすことを示している。