The radial structure of the continuum spectrum of shear Alfvén and Alfvén-acoustic waves in the beta-induced Alfvén eigenmode (BAE) frequency range is modeled for tokamak plasmas in the presence of 3D effects obtained from the bifurcated MHD equilibrium reconstruction. Plasma compressibility and geodesic curvature effects responsible for the low-frequency continuum spectrum calculations are invoked. In the equilibrium calculations we find that the helically distorted MHD equilibria may exist even for the axisymmetric devices if q = 1 rational surfaces are present. The continuum calculations with the bifurcated equilibria lead to a frequency splitting between the highest frequency branch and the lowest frequency branch continua at the frequency accumulation point. Radially localised shifting of modes happens via coupling of the adjacent n − 1 continuum around an accumulation point. Our modelling (including 3D effects) correctly reproduces the phenomenon of continuum frequency splitting and provides a possible solution for the differences of few kHz in frequency splitting, which remained unexplained with the 2D kinetic calculations (Curran et al 2012 Plasma Phys. Control. Fusion54 055001). The pressure scaling confirms the increase of helical excursion of the magnetic axis in equilibrium reconstruction and hence the range of continuum frequency splitting. In our calculations, the existence of low-frequency continua is in agreement with the experimentally observed low-frequency modes.
ベータ誘起アルフヴェン固有モード(BAE)周波数領域におけるシア・アルフヴェン波およびアルフヴェン音響波の連続スペクトルの動径構造は、分岐したMHD平衡再構成から得られた3次元効果の存在下でトカマクプラズマについてモデル化される。低周波連続スペクトル計算に関与するプラズマ圧縮性および測地線曲率効果が考慮される。平衡計算において、q = 1 有理面が存在する場合、軸対称装置であっても螺旋変形したMHD平衡が存在し得ることが見出される。分岐した平衡を用いた連続スペクトル計算は、周波数蓄積点において最高周波数分枝の連続スペクトルと最低周波数分枝の連続スペクトルの間に周波数分裂をもたらす。モードの動径方向に局在化したシフトは、蓄積点周辺での隣接する n − 1 連続スペクトルの結合を介して生じる。我々のモデリング(3次元効果を含む)は、連続周波数分裂の現象を正しく再現し、2次元運動論的計算(Curran et al 2012 Plasma Phys. Control. Fusion54 055001)では説明されないまま残っていた周波数分裂における数kHzの差異に対する可能な解決策を提供する。圧力スケーリングは、平衡再構成における磁気軸の螺旋変位の増大と、それに伴う連続周波数分裂の範囲の増大を確認する。我々の計算において、低周波連続スペクトルの存在は、実験的に観測された低周波モードと一致する。