Results of calculations and analysis of the tearing-mode evolution under the effect of resonant magnetic perturbation produced by a nonlinear feedback system in rotating tokamak plasma are presented. The TEAR-code used for calculations is based on the visco-resistive magnetohydrodynamic approximation that gives coupled diffusion-type equations for the magnetic flux perturbation and for the plasma rotation velocities in toroidal and poloidal directions. The code is supplemented by a computational unit simulating the nonlinear algorithm of the feedback system. The feedback gain and phase shift are automatically regulated in real time. The gain depends on the tearing-mode amplitude. At high feedback input signals, the gain does not exceed some finite value to reduce technical requirements for the feedback actuator and to mitigate the phase instability. In the process of the tearing-mode suppression, the gain gradually increases to provide the mode control under reduction of feedback input signal and rise of the intrinsic tearing-mode stability index. Besides that, the real-time control of the feedback phase shift is provided to additionally mitigate the phase instability. According to simulation, the used nonlinear characteristics of the feedback algorithm improve the efficiency of the tearing-mode suppression.
回転トカマクプラズマにおける非線形フィードバック系によって生成される共鳴磁場摂動の影響下でのティアリングモード発展の計算および解析結果を示す。計算に用いたTEARコードは、粘性抵抗性磁気流体近似に基づいており、磁束摂動およびトロイダル方向とポロイダル方向のプラズマ回転速度に対する結合型拡散方程式を与える。このコードには、フィードバック系の非線形アルゴリズムを模擬する計算ユニットが付加されている。フィードバック利得と位相シフトはリアルタイムで自動調整される。フィードバック利得はティアリングモード振幅に依存する。フィードバック入力信号が大きい場合、フィードバックアクチュエータに対する技術的要件を低減し、位相不安定性を緩和するために、利得はある有限値を超えない。ティアリングモード抑制の過程において、フィードバック入力信号の低減および固有ティアリングモード安定性指標の上昇の下でモード制御を提供するために、利得は徐々に増加する。さらに、位相不安定性を追加的に緩和するために、フィードバック位相シフトのリアルタイム制御が提供される。シミュレーションによれば、フィードバックアルゴリズムの使用された非線形特性は、ティアリングモード抑制の効率を改善する。