Vacuum resonant magnetic perturbations (RMP) applied to otherwise axisymmetric tokamak plasmas produce in general a combination of non-resonant effects that preserve closed flux surfaces (kink response) and resonant effects that introduce magnetic islands and/or stochasticity (tearing response). The effect of the plasma kink response on the linear stability and nonlinear transport of edge turbulence is studied using the gyrokinetic toroidal code GTC for a DIII-D plasma with applied n = 2 vacuum RMP. GTC simulations use the 3D equilibrium of DIII-D discharge 158103 (Nazikian et al 2015 Phys. Rev. Lett. 114 105002), which is provided by nonlinear ideal MHD VMEC equilibrium solver in order to include the effect of the plasma kink response to the external field but to exclude island formation at rational surfaces. Analysis using the GTC simulation results reveal no increase of growth rates for the electrostatic drift wave instability and for the electromagnetic kinetic-ballooning mode in the presence of the plasma kink response to the RMP. Furthermore, nonlinear electrostatic simulations show that the effect of the 3D equilibrium on zonal flow damping is very weak and found to be insufficient to modify turbulent transport in the electrostatic turbulence.
本来軸対称なトカマクプラズマに印加された真空共鳴磁場摂動(RMP)は、一般に、閉じた磁束面を保つ非共鳴効果(キンク応答)と、磁気島および/または確率性を導入する共鳴効果(ティアリング応答)の組み合わせを生じる。プラズマキンク応答が周辺乱流の線形安定性と非線形輸送に及ぼす影響を、印加された n = 2 真空RMPを有するDIII-Dプラズマに対して、ジャイロ運動論的トーラスコードGTCを用いて研究した。GTCシミュレーションは、外部場に対するプラズマキンク応答の効果を含めるが有理面での島形成を除外するために、非線形理想MHD VMEC平衡ソルバーによって提供されるDIII-D放電158103 (Nazikian et al 2015 Phys. Rev. Lett. 114 105002) の3次元平衡を使用する。GTCシミュレーション結果を用いた解析により、RMPに対するプラズマキンク応答の存在下で、静電ドリフト波不安定性および電磁運動論的バルーニングモードの成長率の増加がないことが明らかになる。さらに、非線形静電シミュレーションは、帯状流減衰に対する3次元平衡の効果は非常に弱く、静電乱流における乱流輸送を変えるには不十分であることを示している。