The penetration properties of the n = 1 resonant magnetic perturbations (RMPs) with toroidal rotation are systematically studied by the upgraded three-dimensional toroidal magnetohydrodynamic code CLTx, through both linear and nonlinear simulations. It is found that in the presence of toroidal plasma rotation, the saturation state for high resonant harmonics is obtained in linear simulations due to the mode becoming unlocked from the internal magnetic islands. In nonlinear simulations, nonlinear effects become important when the toroidal plasma rotation is not included. The zonal component resulting from the nonlinear mode coupling is necessary for the saturation of the whole system including the internal kink mode and the m /n = 2/1 tearing mode. The simulations of RMP penetration demonstrate that the mode coupling is associated with the toroidal effect rather than nonlinear effects. With a low resistivity close to the experimental value, the single-harmonic-RMP is hard to penetrate the mode-rational surface because of the plasma screening effects, resulting in a truncation of the radial mode structure. On the other hand, the non-resonant components in the multiple-harmonic-RMP could largely reduce the effect of the plasma shielding, which leads to that the RMP is able to penetrate deeply into the central plasma region through the poloidal harmonic coupling.
n=1共鳴磁気摂動（RMP）のトロイダル回転を伴う貫入特性を、改良された三次元トロイダル磁気流体力学コードCLTxを用いて、線形および非線形シミュレーションの両方により系統的に研究した。トロイダルプラズマ回転が存在する場合、高次の共鳴高調波に対する飽和状態は、モードが内部磁気島から非ロック状態となることにより、線形シミュレーションで得られることがわかった。非線形シミュレーションでは、トロイダル回転が含まれない場合に非線形効果が重要となる。非線形モード結合に起因する帯状成分は、内部キンクモードとm/n=2/1テアリングモードを含む全体系の飽和に必要である。RMP貫入のシミュレーションは、モード結合が非線形効果ではなくトロイダル効果と関連していることを示す。実験値に近い低抵抗率では、単一高調波RMPはモード有理面への貫入が困難であり、プラズマ遮蔽効果により径方向モード構造が切断される。一方、複数高調波RMPにおける非共鳴成分は、プラズマ遮蔽効果を大幅に低減でき、その結果、ポロイダル高調波結合を通じてRMPが中心プラズマ領域へ深く貫入することが可能となる。