The n = 1 (n is the toroidal mode number) resistive wall mode (RWM) stability is numerically investigated for two DIII-D high-βN discharges 176440 and 172461, utilizing the MARS-F (Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681) and MARS-K (Liu et al 2008 Phys. Plasmas15 112503) codes. Systematic validation efforts are attempted, for the first time, for discharges with very slow or vanishing toroidal flow for a large fraction of the plasma volume. While gaining physics insights in accessing stable operation regime at βN exceeding the Troyon no-wall limit in these slow-rotation experiments, the predictive capability of fluid and non-perturbative magnetohydrodynamic-kinetic hybrid models for the RWM is further confirmed. The MARS-F fluid model, with a strong but numerically tunable viscosity mimicking ion Landau damping of parallel sound waves, finds complete stabilization of the n = 1 RWM in the considered DIII-D plasmas under the experimental flow conditions. Similarly, either full stabilization (for discharge 176440) or marginal stability (for discharge 172461) of the mode is computed by the MARS-K hybrid model, which is first-principle based without free model parameters. In particular, all drift kinetic resonances, including those of thermal and energetic particles, are found to synergistically act to marginally stabilize the RWM in discharge 172461. These MARS-F/K modeling results explain the experimentally observed stable operational regime in DIII-D, as far as the RWM stability is concerned. Extensive numerical sensitivity studies, with respect to the plasma toroidal flow speed as well as the radial location of the resistive wall, are also carried out to further support the validation study.
トロイダルモード数 n = 1（n はトロイダルモード数）の抵抗性壁モード（RWM）安定性を、MARS-F（Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681）および MARS-K（Liu et al 2008 Phys. Plasmas15 112503）コードを用いて、DIII-D の2つの高βN 放電 176440 と 172461 に対して数値的に調べた。プラズマ体積の大部分にわたってトロイダル流が非常に遅い、または消失している放電に対して、系統的な検証の取り組みが初めて試みられた。これらの低速回転実験において βN が Troyon 無壁限界を超える安定運転領域に到達する際の物理的知見を得るとともに、RWM に対する流体モデルおよび非摂動型磁気流体力学-運動論ハイブリッドモデルの予測能力がさらに確認された。強いが数値的に調整可能な粘性（平行音波のイオンランダウ減衰を模倣する）を備えた MARS-F 流体モデルは、実験的な流れ条件下で検討対象の DIII-D プラズマにおける n = 1 RWM の完全な安定化を見出す。同様に、第一原理に基づき自由モデルパラメータを持たない MARS-K ハイブリッドモデルによって、モードの完全な安定化（放電 176440）または限界安定性（放電 172461）のいずれかが計算される。特に、熱粒子および高エネルギー粒子のものを含むすべてのドリフト運動論的共鳴が、放電 172461 において RWM を限界的に安定化するように相乗的に作用することが見出された。これらの MARS-F/K モデリング結果は、RWM 安定性に関する限り、DIII-D で実験的に観測された安定運転領域を説明する。検証研究をさらに支持するために、プラズマのトロイダル流速度および抵抗性壁の半径方向位置に関する広範な数値感度研究も実施された。