A numerical model to evaluate the effects of the non-axisymmetric magnetic perturbations on magnetic topology and magnetic field ripple in tokamaks is presented in this paper. It is illustrated by using an example magnetic field perturbation induced by a coil system on the EAST tokamak. The influence of the choice of the coordinates on the spectrum is presented. The amplitude of resonant components of the spectrum are found to be independent of the coordinates system, while that of the non-resonant components are not. A better way to describe the edge topology by using the Chirikov parameter profile is proposed and checked by the numerical Poincaré plot results. The contribution of the magnetic perturbation on local toroidal field ripple can be significant. One approximate method to model the helical ripple on the perturbed flux surface induced by a given non-axisymmetric magnetic field perturbation is presented. All of the spectrum analysis is applicable in case the plasma response is taken into account in the input of perturbed magnetic field.
本論文では、トカマクにおける非軸対称磁場摂動が磁場トポロジーおよび磁場リップルに及ぼす影響を評価するための数値モデルを提示する。EASTトカマクにおけるコイルシステムによって誘起される磁場摂動の例を用いて説明する。スペクトルに対する座標系選択の影響を示す。共鳴成分の振幅は座標系に依存しないが、非共鳴成分の振幅は座標系に依存することが明らかになった。カイリコフパラメータを用いたエッジトポロジーのより良い記述方法を提案し、数値的ポアンカレプロットの結果によって検証する。局所的なトロイダル磁場リップルに対する磁場摂動の寄与は有意であり得る。与えられた非軸対称磁場摂動によって誘起される摂動磁束面上のヘリカルリップルを近似する方法を提示する。すべてのスペクトル解析は、摂動磁場の入力にプラズマ応答が考慮される場合に適用可能である。