The dynamics of energetic particle destabilized Alfvén frequency sweeping modes in tokamak reversed-shear safety factor discharges are modelled using a new Landau-closure model that includes coupling to geodesic acoustic wave dynamics and closure relations optimized for energetic particle–Alfvén mode resonances. Profiles and equilibria are based upon reconstructions of a DIII-D discharge (#142111) in which a long sequence of frequency sweeping modes were observed. This model (TAEFL) has recently been included in a verification and validation study of n = 3 frequency sweeping modes for this case along with two gyrokinetic codes, GTC and GYRO. This paper provides a more detailed documentation of the equations and methods used in the TAEFL model and extends the earlier calculation to a range of toroidal mode numbers: n = 2 to 6. By considering a range of toroidal mode numbers and scanning over a range of safety factor profiles with varying qmin, both up-sweeping frequency (reversed-shear Alfvén eigenmode) and down-sweeping frequency (toriodal Alfvén eigenmode) modes are present in the results and show qualitative similarity with the frequency variations observed in the experimental spectrograms.
トカマク反転シア安全係数放電における高エネルギー粒子により不安定化されたアルヴェーン周波数掃引モードのダイナミクスは、測地線音響波ダイナミクスへの結合と、高エネルギー粒子–アルヴェーンモード共鳴に最適化された閉包関係を含む新しいランダウ閉包モデルを用いてモデル化される。プロファイルと平衡は、長い一連の周波数掃引モードが観測されたDIII-D放電(#142111)の再構築に基づいている。このモデル(TAEFL)は最近、このケースに対するn = 3周波数掃引モードの検証・妥当性確認研究に、2つのジャイロ運動論コードGTCおよびGYROとともに含められた。本論文は、TAEFLモデルで使用される方程式と方法のより詳細な文書化を提供し、先行計算をトロイダルモード数n = 2から6の範囲に拡張する。トロイダルモード数の範囲を考慮し、qminを変化させた安全係数プロファイルの範囲を走査することにより、上昇掃引周波数(反転シア・アルヴェーン固有モード)と下降掃引周波数(トロイダル・アルヴェーン固有モード)の両方のモードが結果に現れ、実験スペクトログラムで観測された周波数変動と定性的に類似していることを示す。