Numerical simulations of visco-resistive internal kink modes with dominant poloidal and toroidal mode numbers m/n = 1 in tokamak plasma configurations have been carried out using the M3D code. The numerical scaling of the growth rate of linear visco-resistive internal kink is found to agree reasonably well with the analytical theory. The impact of toroidal effects is assessed. Nonlinear simulations show that when viscosity increases, the nonlinear evolution of resistive internal kinks transits from cyclic, Kadomtsev-like sawtooth oscillations at relatively low values of the viscosity parameter, to pulsating m/n = 1 magnetic islands at intermediate viscosity, to steady state islands at high viscosity. For the pulsating and steady state scenarios, the safety factor profile is nearly flat and almost equals to unity in the core region. Regimes with pulsating or steady state islands may be relevant to the interpretation of partial sawteeth and of the so-called snake phenomenon sometimes observed in tokamak experiments.
M3Dコードを用いて、トカマクプラズマ配位における、支配的なポロイダルおよびトロイダルモード数 m/n = 1 を持つ粘性抵抗性内部キンクモードの数値シミュレーションを実施した。線形粘性抵抗性内部キンクの成長率の数値スケーリングは、解析理論と合理的によく一致することが見出された。トロイダル効果の影響が評価される。非線形シミュレーションは、粘性が増加すると、抵抗性内部キンクの非線形発展が、粘性パラメータの比較的低い値での周期的なカドムツェフ型鋸歯状振動から、中間粘性での脈動する m/n = 1 磁気島を経て、高粘性での定常状態の島へと遷移することを示す。脈動および定常状態のシナリオでは、安全係数分布はほぼ平坦であり、コア領域ではほぼ1に等しい。脈動または定常状態の島を伴うレジームは、部分鋸歯状振動および、トカマク実験で時折観測されるいわゆるスネーク現象の解釈に関連する可能性がある。