In this paper, a coupling strategy based on the control surface concept is used to self-consistently couple linear MHD solvers to 3D codes for the eddy current computation of eddy currents in the metallic structures surrounding the plasma. The coupling is performed by assuming that the plasma inertia (and, with it, all Alfven wave-like phenomena) can be neglected on the time scale of interest, which is dictated by the relevant electromagnetic time of the metallic structures. As is shown, plasma coupling with the metallic structures results in perturbations to the inductance matrix operator. In particular, by adopting the Fourier decomposition in poloidal and toroidal modes, it turns out that each toroidal mode can be associated with a matrix (additively) perturbing the inductance matrix that commonly describes the magnetic coupling of currents in vacuum. In this way, the treatment of resistive wall modes instabilities of various toroidal mode numbers and their possible cross-talk through the currents induced in the metallic structures can be easily studied.
本論文では、制御面の概念に基づく結合戦略を用いて、線形MHDソルバーを、プラズマを取り囲む金属構造物内の渦電流計算のための3次元コードと自己無撞着に結合する。この結合は、関心のある時間スケール(金属構造物の関連する電磁時間によって決まる)において、プラズマの慣性(およびそれに伴うすべてのアルフヴェン波現象)を無視できると仮定することによって行われる。示されるように、プラズマと金属構造物との結合は、インダクタンス行列演算子に対する摂動をもたらす。特に、ポロイダルおよびトロイダルモードにおけるフーリエ分解を採用することにより、各トロイダルモードは、真空中の電流の磁気結合を一般的に記述するインダクタンス行列を(加法的に)摂動する行列に対応付けることができる。このようにして、様々なトロイダルモード数を持つ抵抗壁モードの不安定性と、金属構造物に誘起される電流を介したそれらの間の可能なクロストークを、容易に研究することができる。