Standard reduced models often fail to adequately describe the complex geometric response of tokamak plasmas to strong toroidal rotation. In this work, we present VEQ-R, a computationally efficient spectral solver designed to calculate fixed-boundary single-fluid equilibria with a prescribed macroscopic toroidal angular-velocity profile. In contrast to computationally intensive grid-based codes, our model employs a 12-parameter shifted Chebyshev spectral expansion to explicitly resolve radial variations in high-order shaping profiles, such as dynamic elongation and triangularity. This capability allows the solver to capture differential flux-surface distortions (non-rigid effects) in exploratory sonic-regime stress tests (). By combining this compact formulation with a ‘Matrix-kernel’ acceleration technique, we transform the projected equilibrium equations into reusable algebraic matrix operations. The resulting implementation preserves good geometric fidelity relative to high-resolution fixed-boundary benchmarks while enabling rapid parameter scans. Our analysis shows that rotation-induced flux compression produces a monotonic reduction of the core safety factor toward unity in the computed equilibria. This trend is reported as an equilibrium-level indicator, motivating subsequent stability analysis rather than replacing it.
標準的な簡約モデルは、強いトロイダル回転に対するトカマクプラズマの複雑な幾何学的応答を適切に記述できないことが多い。本研究では、指定された巨視的トロイダル角速度プロファイルを持つ固定境界単流体平衡を計算するために設計された、計算効率の高いスペクトルソルバーVEQ-Rを提示する。計算集約的なグリッドベースのコードとは対照的に、我々のモデルは12パラメータのシフトチェビシェフスペクトル展開を用いて、動的伸長率や三角形度などの高次整形プロファイルの径方向変動を明示的に分解する。この能力により、ソルバーは探査的な音速領域応力試験（）において、微分フラックス面歪み（非剛体効果）を捕捉することができる。このコンパクトな定式化を「Matrix-kernel」加速技術と組み合わせることで、射影された平衡方程式を再利用可能な代数的行列演算に変換する。結果として得られる実装は、高分解能固定境界ベンチマークに対して良好な幾何学的忠実度を維持しつつ、迅速なパラメータスキャンを可能にする。我々の解析は、回転誘起フラックス圧縮が、計算された平衡においてコア安全係数 を1に向かって単調に減少させることを示す。この傾向は平衡レベルの指標として報告され、その後の安定性解析を動機付けるものであり、それを置き換えるものではない。