Effects of a sheared toroidal rotation are investigated numerically on the stability of the MHD modes in the tokamak edge pedestal, which relate to the type-I edge-localized mode. A linear MHD stability code MINERVA is newly developed for solving the Frieman–Rotenberg equation that is the linear ideal MHD equation with flow. Numerical stability analyses with this code reveal that the sheared toroidal rotation destabilizes edge localized MHD modes for rotation frequencies which are experimentally achievable, though the ballooning mode stability changes little by rotation. This rotation effect on the edge MHD stability becomes stronger as the toroidal mode number of the unstable MHD mode increases when the stability analysis was performed for MHD modes with toroidal mode numbers smaller than 40. The toroidal mode number of the unstable MHD mode depends on the stabilization of the current-driven mode and the ballooning mode by increasing the safety factor. This dependence of the toroidal mode number of the unstable mode on the safety factor is considered to be the reason that the destabilization by toroidal rotation is stronger for smaller edge safety factors.
剪断されたトロイダル回転の効果が、トカマク端部ペデスタルにおけるMHDモードの安定性に及ぼす影響について、数値的に調査された。このMHDモードは、タイプIエッジ局在モードに関連するものである。流れを伴う線形理想MHD方程式であるFrieman–Rotenberg方程式を解くための線形MHD安定性コードMINERVAが新たに開発された。このコードを用いた数値安定性解析により、剪断されたトロイダル回転は、実験的に達成可能な回転周波数において、エッジ局在MHDモードを不安定化させることが明らかになった。ただし、バルーニングモードの安定性は回転によってほとんど変化しない。不安定MHDモードのトロイダルモード数が40未満のMHDモードについて安定性解析を行った場合、この回転がエッジMHD安定性に及ぼす効果は、不安定MHDモードのトロイダルモード数が増加するにつれて強くなることが示された。不安定MHDモードのトロイダルモード数は、安全係数の増加による電流駆動モードとバルーニングモードの安定化に依存する。不安定モードのトロイダルモード数のこの安全係数への依存性が、トロイダル回転による不安定化がより小さなエッジ安全係数に対してより強くなる理由であると考えられる。