The effect of the axisymmetric plasma shape on the non-axisymmetric plasma response to resonant magnetic perturbations is investigated in experiment and modeling for the DIII-D, EAST and ASDEX Upgrade tokamaks. Systematically modeling the effect of the triangularity, whilst keeping other equilibrium quantities largely unchanged, reveals that the plasma response is strongly suppressed at high triangularity compared to that at low triangularity. This is validated through targeted comparison with experiments at DIII-D, EAST, and ASDEX Upgrade. DIII-D and EAST magnetic measurements are used to validate simulations, while at ASDEX Upgrade the plasma edge displacement is measured. Both experiments and modeling find a reduced magnetic plasma response on the high-field side at high triangularity across devices. Multi-modal analysis of the simulation results extracts the mode structure and applied spectrum dependence of each mode. The amplitude of the dominant mode reveals similar trends with the edge resonance and radial displacement near the X-point, which suggests that the multi-mode plasma response provides another way to understand the edge localized mode (ELM) control physics. The plasma response is strongly reduced at high triangularity compared to that at low triangularity, which implies different ELM control effects as shaping is varied. These findings indicate that the plasma shape should be taken into consideration when designing an RMP-ELM control strategy in experiment, and that predictive plasma response calculations can be used to maximize access to RMP-ELM control in future devices by maximizing the coupling between coils and the plasma.
DIII-D、EAST、ASDEX Upgradeトカマクにおける共鳴磁場摂動に対する非軸対称プラズマ形状の影響を、実験とモデリングの両方で調査した。他の平衡量をほぼ一定に保ったまま三角形度の影響を系統的にモデリングした結果、プラズマ応答は低三角形度の場合と比較して高三角形度で強く抑制されることが明らかになった。この結果は、DIII-D、EAST、ASDEX Upgradeでの実験との比較検証によって確認された。DIII-DとEASTでは磁気測定を用いてシミュレーションを検証し、ASDEX Upgradeではプラズマ端部変位を測定した。実験とモデリングの両方において、高三角形度では高磁場側の磁気プラズマ応答が低減することが示された。シミュレーション結果のマルチモード解析により、各モードのモード構造と印加スペクトル依存性が抽出された。支配的なモードの振幅は、X点近傍の端部共鳴および径方向変位と同様の傾向を示し、マルチモードプラズマ応答がELM制御物理の理解に新たな知見をもたらすことが示唆された。高三角形度ではプラズマ応答が強く抑制されることから、形状の変化に応じてELM制御効果が異なることが示された。これらの知見は、実験におけるRMP-ELM制御戦略の設計にはプラズマ形状を考慮すべきであり、将来装置におけるRMP-ELM制御の実現可能性を最大化するためには、コイルとプラズマの結合を最大化する予測的プラズマ応答計算が有用であることを示している。