The response of the toroidal flow velocity to being abruptly locked in the vicinity of a magnetohydrodynamic (MHD) tearing-mode-induced magnetic island is examined analytically and numerically using a diffusive transport model in a cylindrical plasma. The resultant toroidal momentum confinement is shown to degrade significantly after mode locking, as is often observed on many tokamaks and reversed field pinches (RFPs). The degraded toroidal momentum confinement time in the core and edge regions of the plasma are evaluated and compared with experimental observations. The mode locking time-scale itself is also investigated by using a model toroidal torque balance equation. The decrease of mode frequency during mode locking seems to be governed mainly by the electromagnetic torque exerted on the resistive layer. For tokamak plasmas, the mode locking time-scale is found to be much shorter than the diffusion time-scale, which is in general agreement with experimental observations
トロイダル流速度が、磁気流体力学(MHD)テアリングモードによって誘起された磁気島の近傍で急激にロックされた際の応答を、円柱プラズマにおける拡散輸送モデルを用いて解析的および数値的に調べた。その結果、モードロッキング後にトロイダル運動量閉じ込めが著しく劣化することが示され、これは多くのトカマクおよび反転磁場ピンチ(RFP)でしばしば観測される現象と一致する。プラズマのコア領域およびエッジ領域における劣化したトロイダル運動量閉じ込め時間を評価し、実験観測と比較した。モードロッキングの時間スケール自体も、モデル的なトロイダルトルク釣り合い方程式を用いて調べた。モードロッキング中のモード周波数の減少は、主に抵抗性層に及ぼされる電磁トルクによって支配されていると思われる。トカマクプラズマに関しては、モードロッキングの時間スケールは拡散時間スケールよりもはるかに短いことが見出され、これは実験観測と概ね一致する。