A numerical study of pressure driven magnetohydrodynamic (MHD) instabilities in a low-shear tight aspect ratio configuration is presented. When the magnetic shear is sufficiently small over an extended region in the core, enhanced instability occurs due to the coupling to poloidal sidebands, which itself occurs due to toroidicity. Numerical simulations have been performed with the initial value code XTOR-2F both in the ideal and resistive MHD frame. Two-fluid effects (plasma diamagnetic flows) have been retained as well. The predictions of the XTOR-2F code on the amplitude of the growth rate, and on the rotation frequency of the modes, have been compared with analytic linear theory of infernal modes. Qualitative agreement has been found between numerical and analytical results, in spite of the tight aspect ratio configuration. The intermediate scaling γ ∼ S−3/8, predicted by the linear theory (Brunetti et al 2014 Plasma Phys. Control. Fusion56 075025), is recovered by the numerical results. A study of the nonlinear evolution of the magnetic island of the tearing sideband has been performed and the results from the simulations are compared with Rutherford's theory.
圧力駆動型磁気流体力学(MHD)不安定性の、低シア・高アスペクト比配位における数値的研究を提示する。磁気シアがコア領域の広範囲にわたって十分に小さい場合、トロイダル性に起因するポロイダル側帯波との結合により、不安定性が増強される。初期値コードXTOR-2Fを用いた数値シミュレーションを、理想MHDおよび抵抗性MHDの両枠組みで実施した。二流体効果(プラズマ反磁性流)も考慮した。成長率の大きさおよびモードの回転周波数に関するXTOR-2Fコードの予測を、内部モードの線形解析理論と比較した。高アスペクト比配位であるにもかかわらず、数値結果と解析結果の間には定性的な一致が見られた。線形理論(Brunettiら、2014年、Plasma Phys. Control. Fusion 56, 075025)によって予測された中間スケーリングγ ∼ S−3/8は、数値結果によって再現された。また、テアリング側帯波の磁気島の非線形発展に関する研究を実施し、シミュレーション結果をRutherford理論と比較した。