As the newly built tokamak in China, HL-3 will explore high-performance operation scenarios, such as super H-mode. The energy confinement and core parameters in the super H-mode can be much larger than that in the normal H-mode. Based on the pedestal simulation code EPED, the operation space of the super H-mode is obtained in HL-3. Magnetic shear decreases with increasing triangularity; consequently, a super H-mode can be achieved. The threshold of triangularity for accessing a super H-mode in HL-3 is around 0.4. By using BOUT++, a nonlinear simulation study of the pedestal instabilities in the super H-mode equilibrium is executed for the first time. As expected, the low n peeling mode, which can cause much of the energy loss (17%) from the pedestal region, is dominant in the super H-mode. Such a large collapse in the pedestal region would lead to a transition from super H-mode to H-mode. It is crucial to expand the parameter space of the super H-mode or mitigate the edge-localized mode (ELM) size for sustaining the super H-mode operations. The E × B velocity shear is found to play an important role in controlling the ELMs in HL-3. The small E × B velocity shear leads to a large growth rate but results in a small ELM size around the peeling boundary. The ELM size is closely related to both the growth rate of peeling-ballooning mode and the duration time of the linear phase. In contrast, a large E × B velocity shear can stabilize the instabilities near the ballooning boundary. Next, the parameter space of the super H-mode can be enlarged.
新しく建設された中国のトカマクであるHL-3は、スーパーHモードのような高性能運転シナリオを探求する予定である。スーパーHモードにおけるエネルギー閉じ込めと中心部パラメータは、通常のHモードにおけるものよりもはるかに大きくなり得る。ペデスタルシミュレーションコードEPEDに基づき、HL-3におけるスーパーHモードの運転領域が得られた。磁気シアは三角形度の増加とともに減少する。その結果、スーパーHモードが達成され得る。HL-3でスーパーHモードにアクセスするための三角形度の閾値は約0.4である。BOUT++を用いて、スーパーHモード平衡におけるペデスタル不安定性の非線形シミュレーション研究が初めて実行された。予想通り、ペデスタル領域からのエネルギー損失の多く（17%）を引き起こし得る低nペーリングモードが、スーパーHモードにおいて優勢である。ペデスタル領域におけるこのような大きな崩壊は、スーパーHモードからHモードへの遷移を引き起こすであろう。スーパーHモードのパラメータ空間を拡大するか、またはスーパーHモード運転を維持するためにエッジ局在モード（ELM）サイズを緩和することが極めて重要である。E × B速度シアは、HL-3におけるELMの制御に重要な役割を果たすことが見出された。小さなE × B速度シアは大きな成長率をもたらすが、ペーリング境界付近では小さなELMサイズをもたらす。ELMサイズは、ペーリング・バルーニングモードの成長率と線形成長段階の継続時間の両方に密接に関連している。対照的に、大きなE × B速度シアはバルーニング境界付近の不安定性を安定化させることができる。次に、スーパーHモードのパラメータ空間を拡大することができる。