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Toroidal modelling of resonant magnetic perturbations response in ASDEX-Upgrade: coupling between field pitch aligned response and kink amplification

D A Ryan, Y Q Liu, A Kirk, W Suttrop, B Dudson, M Dunne, R Fischer, J C Fuchs, M Garcia-Munoz, B Kurzan2015年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Using the MARS-F code (Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681), the single fluid resistive MHD plasma response to applied n   =   2 resonant magnetic perturbations is computed, for a plasma discharge in the ASDEX-Upgrade tokamak. The computation predicts strong kink amplification, as previously predicted in DIII-D (Haskey et al 2014 Plasma Phys. Control. Fusion56 035005), which is strongly dependent on the toroidal phase shift between the upper and lower coils, . In particular, edge localised low n peeling modes with poloidal mode numbers just above pitch resonance—a subset of the kink response—are amplified. The robustness of the amplified peeling response with respect to truncation of the X point is investigated, by recomputing the plasma response for a range of edge geometries. It is found that the computed peeling response, when plotted against the safety factor, is not sensitive to the numerical truncation near the X point. It is also predicted that near the plasma edge where resistivity is large, the pitch aligned components are finite and also strongly dependent on . A previous proposal that the amplified peeling response may indirectly drive the pitch aligned components by spectral proximity (Lanctot et al 2013 Nucl. Fusion53 083019), is investigated by numerically applying magnetic perturbations of a single poloidal harmonic, as a boundary condition at the plasma edge. It is found that poloidal harmonic coupling causes harmonics to couple to and drive harmonics directly beneath them spectrally, and also that the pitch aligned components can be driven by this mechanism. This suggests that it is quite possible that the amplified low n peeling response can drive the pitch aligned components when it is strongly amplified, which would alter the coil configuration for optimum plasma stochastization, with implications for ELM control by RMPs.

日本語訳

MARS-Fコード(Liuら 2000 Phys. Plasmas **7** 3681)を用いて、ASDEX-Upgradeトカマクにおけるプラズマ放電に対して、印加されたn = 2共鳴磁場摂動に対する単一流体抵抗性MHDプラズマ応答を計算した。この計算により、DIII-Dにおいて以前に予測されたように(Haskeyら 2014 Plasma Phys. Control. Fusion **56** 035005)、上部コイルと下部コイルの間のトロイダル位相差に強く依存する強いキンク増幅が予測された。特に、ピッチ共鳴をわずかに上回るポロイダルモード数を有する端部局在低nペーリングモード(キンク応答の一部)が増幅された。X点の切り詰めに対する増幅ペーリング応答の頑健性を、一連の端部幾何形状に対してプラズマ応答を再計算することにより調べた。その結果、計算されたペーリング応答は、安全係数に対してプロットした場合、X点近傍の数値的切り詰めに対して敏感ではないことが見出された。また、抵抗率が大きいプラズマ端部近傍では、ピッチ整合成分が有限であり、かつ位相差に強く依存することも予測された。増幅されたペーリング応答がスペクトル的近接性によりピッチ整合成分を間接的に駆動する可能性があるという以前の提案(Lanctotら 2013 Nucl. Fusion **53** 083021)を、単一ポロイダル高調波の磁場摂動をプラズマ端部の境界条件として数値的に適用することにより調べた。その結果、ポロイダル高調波結合により、高調波が結合して直下の高調波を駆動し、またピッチ整合成分がこの機構によって駆動され得ることが見出された。このことは、強く増幅された場合、増幅された低nペーリング応答がピッチ整合成分を駆動する可能性が非常に高いことを示唆しており、これは最適なプラズマ確率化のためのコイル配置を変更し得るものであり、RMPによるELM制御に影響を及ぼす。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)diii-d中精度(概要文一致)

wiki

ASDEXASDEX UpgradeMagnetic perturbationResonant magnetic perturbation
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