The divertor heat flux footprint is modeled for the HL-2A discharge, in the presence of the resonant magnetic perturbation (RMP) applied to control the edge-localized mode. Both the magnetic field lines and the guiding-center drift orbits of test thermal ions are traced, based on the computed plasma response to the RMP. Toroidal modeling identifies a reason—a vertical shift of the plasma separatrix—for the observed upper shift of the heat flux footprint during the initial phase of the RMP application in the experiment. While both the field-line tracing and particle orbit tracing replicate the experimental observation reasonably well, the latter approach is found to produce results that better align with the measured heat flux peaking along the divertor leg. A sensitivity investigation of the simulated footprint location and width against the assumed plasma response models—the conventional fluid model, the fluid model with strong parallel sound wave damping (SWD), and magnetohydrodynamic-kinetic hybrid mode—reveals that the fluid model with SWD yields the best agreement with the experiment, due to the fact that this model produces a stronger field response inside the plasma. These toroidal modeling results, while helping explain and interpret the experimental observations in HL-2A, provide physics insight to guide divertor footprint control via RMP in the future high-performance experiments in devices such as HL-3.
ダイバータ熱流束フットプリントは、周辺局在モードを制御するために印加される共鳴磁場摂動（RMP）の存在下でのHL-2A放電についてモデル化される。磁力線とテスト熱イオンのガイドセンター・ドリフト軌道の両方が、RMPに対する計算されたプラズマ応答に基づいて追跡される。トロイダルモデリングは、実験におけるRMP印加の初期段階で観測された熱流束フットプリントの上方シフトの理由として、プラズマセパラトリックスの垂直方向シフトを特定する。磁力線トレーシングと粒子軌道トレーシングの両方が実験観測を合理的に再現する一方、後者のアプローチは、ダイバータレッグに沿った測定された熱流束ピーキングによりよく一致する結果を生成することが見出された。シミュレートされたフットプリントの位置と幅の、想定されたプラズマ応答モデル—従来の流体モデル、強い平行音波減衰（SWD）を伴う流体モデル、および磁気流体力学・運動論的ハイブリッドモード—に対する感度調査は、SWDを伴う流体モデルが実験と最もよく一致することを明らかにする。これは、このモデルがプラズマ内部でより強い磁場応答を生成するためである。これらのトロイダルモデリング結果は、HL-2Aにおける実験観測の説明と解釈に役立つ一方で、HL-3などの装置における将来の高性能実験でRMPを介したダイバータフットプリント制御を導くための物理的洞察を提供する。