Visco-resistive magnetohydrodynamic (MHD) computations with the NIMROD code (Sovinec C R et al 2004 J. Comput. Phys.195 355) are applied to a model tokamak configuration that is subjected to induced vertical displacement. The modeling includes anisotropic thermal conduction within an evolving magnetic topology, and parameters separate the Alfvénic, resistive-wall, and plasma-resistive timescales. Contact with the wall leads to increasingly pervasive kink and tearing dynamics. The computed 3D evolution reproduces distinct thermal-quench and current-quench timescales, a positive bump in plasma current, and net horizontal forcing on the resistive wall. The MHD dynamo effect electric field, is analyzed for understanding the nonlinear effects of the fluctuations on the spreading of parallel current density and the resulting bump in plasma current. Forces on the resistive wall are consistent with Pustovitov's analysis (Pustovitov V D 2015 Nucl. Fusion55 113032); the plasma remains in approximate force-balance with the wall, so net force is accurately computed from integrating stress over the wall's outer surface. Improvements to the modeling that are needed for predictive simulation of asymmetric vertical displacement events are discussed.
NIMRODコード(Sovinec C Rら 2004 J. Comput. Phys. 195 355)を用いた粘性抵抗性電磁流体力学(MHD)計算を、誘起垂直変位を受けるモデルトカマク配位に適用する。モデリングには、発展する磁気トポロジー内での異方性熱伝導が含まれ、パラメータはアルフヴェン時間スケール、抵抗性壁時間スケール、プラズマ抵抗性時間スケールを分離する。壁との接触により、キンクおよびテアリングダイナミクスがますます広範囲に及ぶ。計算された3次元発展は、明確な熱クエンチおよび電流クエンチの時間スケール、プラズマ電流の正のバンプ、ならびに抵抗性壁への正味の水平力を再現する。MHDダイナモ効果による電場は、平行電流密度の拡散とそれに伴うプラズマ電流のバンプに対する変動の非線形効果を理解するために解析される。抵抗性壁にかかる力は、Pustovitovの解析(Pustovitov V D 2015 Nucl. Fusion 55 113032)と整合的である。プラズマは壁と近似的な力の平衡状態を維持するため、正味の力は壁の外面にわたる応力の積分から正確に計算される。非対称垂直変位事象の予測シミュレーションに必要とされるモデリングの改良について議論する。