A new model for the type I ELMy H-mode based on linear ballooning stability theory is presented. The model can be written as a linear differential equation for the amplitude of an unstable ballooning mode and is coupled to a system of transport equations. The differential equation for the ballooning mode amplitude has two terms—one representing the growth rate of the perturbation and one controlling the decay rate of the mode and driving the mode amplitude towards the level of background fluctuations. A critical pressure gradient limit is used to control whether the growth rate differs from zero. When coupled to a JETTO transport simulation, the model qualitatively reproduces the experimental dynamics of a type I ELMy H-mode, including an edge localized mode (ELM) frequency that increases with the external heating power. This paper also discusses why the linear ballooning model, in the first place, produces discrete oscillations when coupled to a transport simulation rather than a stationary state with a slightly enhanced ballooning mode amplitude.
新たな線形バルーニング安定性理論に基づく、I型ELMy Hモードのモデルを提示する。このモデルは、不安定なバルーニングモードの振幅に対する線形微分方程式として記述され、輸送方程式系と結合される。バルーニングモードの微分方程式は、摂動の成長率を表す項と、モードの減衰率を表しモード振幅を背景擾乱レベルへ駆動する項の2つから構成される。臨界圧力勾配を用いることで、成長率がゼロから非ゼロへ変化する条件を制御する。このモデルをJETTO輸送シミュレーションに結合すると、加熱電力の増加に伴ってELM周波数が増加するという、I型ELMy Hモードの実験的なダイナミクスを定性的に再現できる。さらに本論文では、輸送シミュレーションに結合した際に、線形バルーニングモデルがなぜ定常的なわずかに増強されたバルーニングモード振幅ではなく、離散的な振動を生じるのかについても考察する。