We study the influence of toroidal plasma rotation on some relevant tokamak equilibrium quantities. The Grad–Shafranov equation generalised to the rotating case is analytically solved employing two different representations for the homogenous solution. Using an expression in terms of polynomials, we describe the separatrix shape by a few geometrical parameters, reproducing different plasma scenarios such as double-null and inverse triangularity. In this setting, the introduction of toroidal rotation corresponds to variations on relevant plasma quantities, most notably an enhancement of the poloidal beta. Using a more general expression in terms of Bessel functions, we reconstruct the full plasma boundary of the double-null configuration proposed for the upcoming Divertor Tokamak Test experiment, demonstrating how said configuration is compatible with different values of the plasma velocity.
我々は、トロイダルプラズマ回転が関連するトカマク平衡量に及ぼす影響を研究する。回転する場合に一般化されたGrad-Shafranov方程式は、同次解に対して2つの異なる表現を用いて解析的に解かれる。多項式による表現を用いて、セパラトリックス形状を少数の幾何学的パラメータで記述し、ダブルヌルや逆三角形性などの異なるプラズマシナリオを再現する。この設定において、トロイダル回転の導入は関連するプラズマ量の変化に対応し、最も顕著にはポロイダルベータの増大をもたらす。ベッセル関数によるより一般的な表現を用いて、今度のダイバータトカマク試験実験のために提案されたダブルヌル配位の完全なプラズマ境界を再構成し、その配位がプラズマ速度の異なる値と両立することを示す。