The self-consistency between the current driven by the rf wave at the Lower Hybrid (LH) frequency, the residual Ohmic electric field and the toroidal MHD equilibrium in a tokamak has been investigated in detail. For this purpose, a dedicated simulation framework has been developed, SLUKE, allowing to incorporate with a high flexibility different types of codes which must be chained for the considered study, but also to perform quantitative comparisons between modelling results and experimental observations. The numerical tools in the suite of codes are the tokamak solver METIS (Artaud et al 2018 Nucl. Fusion58 105001), the solver of the Grad–Shafranov equation FEEQS.M (Blum et al 2019 J. Comput. Phys.394 594), the LH wave coupling code ALOHA (Hillairet et al 2010 Nucl. Fusion50 125010), the ray tracing code C3PO (Peysson et al 2012 Plasma Phys. Control. Fusion54 045003), the solver LUKE of the linearized relativistic 3D guiding-centre averaged electron Fokker–Planck equation (Peysson et al 2014 Fusion Sci. and Tech., 65 22), and the R5-X2 quantum relativistic synthetic diagnostic calculating the non-thermal bremsstrahlung (Peysson et al 2008 Phys. Plasmas15 092509). An appropriate set of discharges of the Tore Supra tokamak, particularly well diagnosed, have been selected, where the Ohmic plasma current is either partially or almost fully replaced by the LH-driven one. It is shown that despite a strong absorption of the LH wave in the core plasma, the convergence towards a fully self-consistent solution remains difficult when the fraction of the LH-driven current predominates, which could lead to a bi-stable regime. This numerical instability can be stabilized by an ad-hoc radial transport used as a regularization parameter of the numerical scheme. When the Ohmic part of the plasma current predominates, a fast convergence is observed, even if the electric field profile is significantly modified after a few iterations.
低ハイブリッド（LH）周波数のrf波によって駆動される電流、残留オーミック電場、トカマクにおけるトロイダルMHD平衡の間の自己無撞着性を詳細に調べた。この目的のために、専用のシミュレーションフレームワークSLUKEを開発した。これは、本研究で考慮するために連鎖させなければならない異なるタイプのコードを高い柔軟性で組み込むことを可能にし、またモデリング結果と実験観測との間の定量的比較を行うことも可能にする。コード群に含まれる数値ツールは、トカマクソルバーMETIS（Artaud et al 2018 Nucl. Fusion58 105001）、Grad–Shafranov方程式のソルバーFEEQS.M（Blum et al 2019 J. Comput. Phys.394 594）、LH波結合コードALOHA（Hillairet et al 2010 Nucl. Fusion50 125010）、光線追跡コードC3PO（Peysson et al 2012 Plasma Phys. Control. Fusion54 045003）、線形化相対論的3Dガイドセンター平均化電子フォッカー・プランク方程式のソルバーLUKE（Peysson et al 2014 Fusion Sci. and Tech., 65 22）、非熱的制動放射を計算するR5-X2量子相対論的合成診断（Peysson et al 2008 Phys. Plasmas15 092509）である。特に診断の充実したTore Supraトカマクの適切な一連の放電を選択した。そこでは、オーミックプラズマ電流が部分的またはほぼ完全にLH駆動電流によって置き換えられている。LH波のコアプラズマにおける強い吸収にもかかわらず、LH駆動電流の割合が支配的である場合、完全に自己無撞着な解への収束は困難なままであることが示され、これは双安定領域をもたらす可能性がある。この数値的不安定性は、数値スキームの正則化パラメータとして用いられるアドホックな動径輸送によって安定化できる。プラズマ電流のオーミック部分が支配的である場合には、電場プロファイルが数回の反復後に有意に修正される場合でも、高速な収束が観測される。