The δf kinetic-magnetohydrodynamic (MHD) model in the 3D extended-MHD code NIMROD is used to perform a linear simulation study of energetic particle effects on the n = 1 mode in a DIII-D hybrid discharge. The hybrid discharge has a long steady state with low qmin ≳ 1 at high confinement, is useful for numerous physics studies, and is a candidate operational scenario for burning plasma experiments. But hybrid discharges are limited to moderate βN by the m/n = 2/1 instability, which onsets with small increases in βN. Using realistic equilibria based on experimental reconstructions from DIII-D, the stability of the n = 1 mode during the steady state of a hybrid discharge is computed over a (qmin, βN) space. MHD stability analyses do not indicate instability to the n = 1 for small increases in βN above that of the experimental discharge. Our results show that energetic particles significantly change the stability map in (qmin, βN) parameter space from the MHD-only result. Unstable modes are driven by energetic particles far into the MHD stable region in (qmin, βN) space. Three different unstable regions are identified, each being defined by the fastest growing mode and distinctly different frequencies. We examine sample eigenmodes from these three regions. At low qmin ∼ 1 the drive is associated with the fishbone mode, while the higher qmin ≳ 1.12 the drive is associated with the Beta induced Alfven eigenmode. Overlaying the experimental trajectory in the same (qmin, βN) parameter space shows that all three regions are in proximity to the trajectory. In the higher qmin region a mode with a broad m/n = 2/1 dominant structure is most unstable, while in the region of the trajectory the most unstable mode has a m/n = 1/1 component localized near the axis. Experimentally, a nonlinearly saturated m/n = 1/1 structure is observed localized near the magnetic axis. This agreement suggests that the m/n = 2/1 mode may be triggered by energetic particles in these discharges.
δf運動論的磁気流体力学（MHD）モデルを3次元拡張MHDコードNIMROD内で用いて、DIII-Dハイブリッド放電におけるn = 1モードに対する高エネルギー粒子効果の線形シミュレーション研究を実施した。ハイブリッド放電は、高閉じ込め状態で低いqmin ≳ 1を持つ長い定常状態を有し、多くの物理研究に有用であり、燃焼プラズマ実験の候補となる運転シナリオである。しかし、ハイブリッド放電は、βNのわずかな増加で発生するm/n = 2/1不安定性によって中程度のβNに制限される。DIII-Dからの実験的再構成に基づく現実的な平衡を用いて、ハイブリッド放電の定常状態におけるn = 1モードの安定性が (qmin, βN) 空間にわたって計算される。MHD安定性解析は、実験放電のβNをわずかに上回る増加に対してn = 1の不安定性を示さない。我々の結果は、高エネルギー粒子が (qmin, βN) パラメータ空間における安定性マップをMHDのみの結果から大きく変えることを示す。不安定モードは、(qmin, βN) 空間のMHD安定領域の奥深くまで高エネルギー粒子によって駆動される。3つの異なる不安定領域が特定され、それぞれは最も速く成長するモードと明確に異なる周波数によって定義される。我々はこれら3つの領域からのサンプル固有モードを調べる。低いqmin ∼ 1では駆動はフィッシュボーンモードに関連し、一方、より高いqmin ≳ 1.12では駆動はベータ誘起アルフヴェン固有モードに関連する。同じ (qmin, βN) パラメータ空間に実験軌道を重ね合わせると、3つの領域すべてが軌道の近くにあることが示される。より高いqmin領域では、広いm/n = 2/1支配的構造を持つモードが最も不安定であり、一方、軌道の領域では、最も不安定なモードは軸近傍に局在するm/n = 1/1成分を持つ。実験的には、非線形的に飽和したm/n = 1/1構造が磁気軸近傍に局在して観測される。この一致は、これらの放電においてm/n = 2/1モードが高エネルギー粒子によって引き起こされる可能性があることを示唆する。