The nonlinear evolution of the tearing mode instability with toroidal rotation is investigated using a three-dimensional toroidal geometry magnetohydrodynamic code (M3D). It is found that toroidal rotation plays a significantly stable role in reducing the width of magnetic island, which is independent of the direction of toroidal rotation. Compared with the stabilizing effect in the linear phase, the stabilizing effect of toroidal rotation is much stronger in the nonlinear phase. The magnetic island is almost suppressed by large enough rotation, even though the linear growth rate is weakly reduced in the linear phase. It is observed that the flow shear has a stabilizing effect, which is significant when the rotation frequency is large. However, it is shown that the magnitude of rotation plays a dominant role in stabilizing the magnetic island when the rotation frequency is small. The Coriolis force, rather than the centrifugal force, is found to play a dominant role in stabilizing the tearing mode in the nonlinear phase. When and tearing modes exist simultaneously, the sheared toroidal rotation is shown to effectively suppress the overlap of magnetic islands and field stochasticity caused by the coupling of neighboring islands.
非線形テアリングモード不安定性のトロイダル回転による進化を、3次元トロイダル幾何学磁気流体コード(M3D)を用いて調査した。トロイダル回転は磁気島の幅を減少させる際に顕著に安定化の役割を果たすことが見出され、これはトロイダル回転の方向に依存しない。線形段階における安定化効果と比較して、トロイダル回転の安定化効果は非線形段階においてはるかに強い。十分に大きな回転により、線形段階での成長率の減少が弱い場合でも、磁気島はほぼ完全に抑制される。流れのシアは安定化効果を有することが観測され、この効果は回転周波数が大きい場合に顕著である。しかし、回転の大きさは、回転周波数が小さい場合に磁気島の安定化において支配的な役割を果たすことが示される。コリオリ力は、遠心力ではなく、非線形段階におけるテアリングモードの安定化において支配的な役割を果たすことが見出された。 および テアリングモードが同時に存在する場合、シアを有するトロイダル回転は、隣接する島の結合によって引き起こされる磁気島の重なり合いと磁場確率化を効果的に抑制することが示される。