Toroidal rotation effects are self-consistently taken into account not only in the linear magnetohydrodynamic (MHD) stability analysis but also in the equilibrium calculation. The MHD equilibrium computation is affected by centrifugal force due to the toroidal rotation. To study the toroidal rotation effects on resistive wall modes (RWMs), a new code has been developed. The RWMaC modules, which solve the electromagnetic dynamics in vacuum and the resistive wall, have been implemented in the MINERVA code, which solves the Frieman–Rotenberg equation that describes the linear ideal MHD dynamics in a rotating plasma. It is shown that modification of MHD equilibrium by the centrifugal force significantly reduces growth rates of RWMs with fast rotation in the order of M2 = 0.1 where M is the Mach number. Moreover, it can open a stable window which does not exist under the assumption that the rotation affects only the linear dynamics. The rotation modifies the equilibrium pressure gradient and current density profiles, which results in the change of potential energy including rotational effects.
トロイダル回転効果は、線形磁気流体力学(MHD)安定性解析だけでなく、平衡計算においても自己無撞着に考慮される。MHD平衡計算は、トロイダル回転による遠心力の影響を受ける。抵抗性壁モード(RWM)に対するトロイダル回転効果を研究するために、新しいコードが開発された。真空中および抵抗性壁内の電磁力学を解くRWMaCモジュールは、回転プラズマ中の線形理想MHD力学を記述するFrieman–Rotenberg方程式を解くMINERVAコードに実装された。遠心力によるMHD平衡の変形が、マッハ数をMとするときM2 = 0.1のオーダーの高速回転におけるRWMの成長率を有意に低減することが示される。さらに、回転が線形力学のみに影響するという仮定の下では存在しない安定窓を開くことができる。回転は平衡圧力勾配と電流密度分布を変化させ、その結果、回転効果を含むポテンシャルエネルギーが変化する。