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Study of nonlinear mode coupling during neoclassical tearing modes using bispectrum analysis

D Raju, O Sauter, J B Lister2003年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

It is sometimes observed that several neoclassical tearing modes (NTMs) are present at the same time. This can happen both at the mode onset of a new NTM or during the nonlinear saturated phase of a given mode. In order to analyse whether nonlinear mode coupling plays any role before or after the onset of NTMs, we use a data analysis tool known as the bispectral technique. This technique has been used for identifying the nonlinear three wave interactions in turbulent plasmas. We have used this technique for the study of NTMs in the tokamak à configuration variable (TCV) and in the Joint European Torus (JET). The analysis during the saturated phase of a 3/2 NTM in a JET discharge suggests a strong coupling between the 3/2, 4/3 and 7/5 modes. This coupling could be responsible for the observed stabilization effect of the 4/3 mode on the 3/2 mode (Sauter O et al 2002 Plasma Phys. Control. Fusion44 1999). It also demonstrates that this analysis tool can be used to identify high m/n modes, beyond the capabilities of the standard method using poloidal or toroidal probe arrays. As this technique allows a more accurate evaluation of the existence of nonlinear mode coupling, it has been used to study and confirm that no significant nonlinear coupling occurred to trigger two specific NTM onset cases in TCV and JET, where a classical tearing mode and a crash after a long sawtooth period are responsible for the triggering of the necessary seed islands, respectively.

日本語訳

いくつかの新古典ティアリングモード(NTM)が同時に存在することが時折観測される。これは、新たなNTMのモード発生時にも、また、あるモードの非線形飽和段階中にも起こり得る。NTMの発生前後において非線形モード結合が何らかの役割を果たしているかどうかを解析するために、我々はバイスペクトル法として知られるデータ解析手法を用いる。この手法は、乱流プラズマにおける非線形三波相互作用を特定するために使用されてきた。我々はこの手法を、トカマク・ア・コンフィギュラシオン・バリアブル(TCV)およびジョイント・ヨーロッパ・トーラス(JET)におけるNTMの研究に適用した。JET放電における3/2 NTMの飽和段階の解析は、3/2、4/3、および7/3モード間の強い結合を示唆している。この結合が、3/2モードに対する4/3モードの安定化効果の原因である可能性がある(Sauter Oら、2002年、Plasma Phys. Control. Fusion 44、1999年)。また、この解析手法は、ポロイダルまたはトロイダルプローブアレイを用いる標準的な方法では不可能な、高次のm/nモードの特定にも使用できることを実証している。この手法により非線形モード結合の存在をより正確に評価できるため、TCVおよびJETにおける2つの特定のNTM発生事例において、有意な非線形結合が発生していないことを確認するために使用された。これらの事例では、古典的ティアリングモードと長いサトルン周期後のクラッシュが、それぞれ必要なシードアイランドの発生原因となっている。

装置

jet低精度(概要文一致)

wiki

Tearing modeNeoclassical tearing modeMode coupling
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