A toroidal asymptotic matching model of the response of a tokamak plasma to a static resonant magnetic perturbation (RMP) is used to simulate the n =3 RMP-induced edge-localized-mode-suppression windows in q95 that are evident when the plasma current is slowly ramped in DIII-D discharge #145380. All quantities employed in the simulation are derived from experimental measurements, apart from the neutral particle data. Three cases are considered. In the first case, the natural frequencies of tearing modes resonant in the plasma are determined by the ion flows at the corresponding resonant surfaces, which is the prediction of nonlinear tearing mode theory. In the second case, the natural frequencies are determined by the local E×B velocities at the resonant surfaces. In the third case, the natural frequencies are determined by the electron flows at the resonant surfaces, which is the prediction of linear tearing mode theory. The second case gives the best agreement between the simulations and the experimental observations. The first and third cases only lead to partial agreement between the simulations and the observations. In the first case, the lack of complete agreement may be a consequence of using an inaccurate assumption for the neutral particle distribution in the pedestal. In the third case, the lack of complete agreement is probably due to the fact that the response of a tokamak plasma to an RMP is not accurately described by linear tearing mode theory.

1.
F.
Wagner
,
G.
Becker
,
K.
Behringer
,
D.
Campbell
,
A.
Eberhagen
,
W.
Engelhardt
,
G.
Fussmann
,
O.
Gehre
,
J.
Gernhardt
,
G. V.
Gierke
 et al,
Phys. Rev. Lett.
49
,
1408
(
1982
).
2.
H.
Zohm
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
38
,
105
(
1996
).
3.
A.
Loarte
,
G.
Saibene
,
R.
Sartori
,
M.
Bécoulet
,
L.
Horton
,
T.
Eich
,
A.
Herrmann
,
M.
Laux
,
G.
Matthews
,
S.
Jachmich
 et al,
J. Nucl. Mater.
313–316
,
962
(
2003
).
4.
T. E.
Evans
,
R. A.
Moyer
,
J. G.
Watkins
,
P. R.
Thomas
,
T. H.
Osborne
,
J. A.
Boedo
,
M. E.
Fenstermacher
,
K. H.
Finken
,
R. J.
Groebner
,
M.
Groth
 et al,
Phys. Rev. Lett.
92
,
235003
(
2004
).
5.
Y.
Liang
,
H. R.
Koslowski
,
P. R.
Thomas
,
E.
Nardon
,
B.
Alper
,
P.
Andrew
,
Y.
Andrew
,
G.
Arnoux
,
Y.
Baranov
,
M.
Bécoulet
 et al,
Phys. Rev. Lett.
98
,
265004
(
2007
).
6.
W.
Suttrop
,
T.
Eich
,
J. C.
Fuchs
,
S.
Günter
,
A.
Janzer
,
A.
Herrmann
,
A.
Kallenbach
,
P. T.
Lang
,
T.
Lunt
,
M.
Maraschek
 et al,
Phys. Rev. Lett.
106
,
225004
(
2011
).
7.
Y. M.
Jeon
,
J.-K.
Park
,
S. W.
Yoon
,
W. H.
Ko
,
S. G.
Lee
,
K. D.
Lee
,
G. S.
Yun
,
Y. U.
Nam
,
W. C.
Kim
,
J.-G.
Kwak
,
K. S.
Lee
,
H. K.
Kim
,
H. L.
Yang
 et al,
Phys. Rev. Lett.
109
,
035004
(
2012
).
8.
A.
Kirk
,
I. T.
Chapman
,
Y.
Liu
,
P.
Cahyna
,
P.
Denner
,
G.
Fishpool
,
C. J.
Ham
,
J. R.
Harrison
,
Y.
Liang
,
E.
Nardon
,
S.
Saarelma
,
R.
Scannell
,
A. J.
Thornton
, and
MAST Team,
Nucl. Fusion
53
,
043007
(
2013
).
9.
T.
Sun
,
Y.
Liang
,
Y. Q.
Liu
,
S.
Gu
,
X.
Yang
,
W.
Guo
,
T.
Shi
,
M.
Jia
,
L.
Wang
,
B.
Lyu
 et al,
Phys. Rev. Lett.
117
,
115001
(
2016
).
10.
O.
Schmitz
,
T. E.
Evans
,
M. E.
Fenstermacher
,
M.
Lehnen
,
H.
Stoschus
,
E. A.
Unterberg
,
J. W.
Coenen
,
H.
Frerichs
,
M. W.
Jakubowski
,
R.
Laengner
 et al,
Nucl. Fusion
52
,
043005
(
2012
).
11.
M. J.
Lanctot
,
R. J.
Buttery
,
J. S.
deGrassie
,
T. E.
Evans
,
N. M.
Ferraro
,
J. M.
Hanson
,
S. R.
Haskey
,
R. A.
Moyer
,
R.
Nazikian
,
T. H.
Osborne
 et al,
Nucl. Fusion
53
,
083019
(
2013
).
12.
C.
Paz-Solden
,
R.
Nazikian
,
S. R.
Haskey
,
N. C.
Logan
,
E. J.
Strait
,
N. M.
Ferraro
,
J. M.
Hanson
,
J. D.
King
,
M. J.
Lanctot
,
R. A.
Moyer
 et al,
Phys. Rev. Lett.
114
,
105001
(
2015
).
13.
R.
Nazikian
,
C.
Paz-Soldan
,
J. D.
Callen
,
J. S.
deGrassie
,
D.
Eldon
,
T. E.
Evans
,
N. M.
Ferraro
,
B. A.
Grierson
,
R. J.
Groebner
,
S. R.
Haskey
 et al,
Phys. Rev. Lett.
114
,
105002
(
2015
).
14.
B. C.
Lyons
,
N. M.
Ferraro
,
C.
Paz-Solden
,
R.
Nazikian
, and
A.
Wingen
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
59
,
044001
(
2017
).
15.
C.
Paz-Solden
,
R.
Nazikian
,
L.
Cui
,
B. C.
Lyons
,
D. M.
Orlov
,
A.
Kirk
,
N. C.
Logan
,
T. H.
Osborne
,
W.
Suttrop
, and
D. B.
Weisberg
,
Nucl. Fusion
59
,
056012
(
2019
).
16.
Q.
Yu
,
S.
Günter
, and
B. D.
Scott
,
Phys. Plasmas
10
,
797
(
2003
).
18.
Q.
Yu
and
S.
Günter
,
Nucl. Fusion
51
,
073030
(
2011
).
19.
Q. M.
Hu
,
R.
Nazikian
,
B. A.
Grierson
,
N. C.
Logan
,
J.-K.
Park
,
C.
Paz-Soldan
, and
Q.
Yu
,
Phys. Plasmas
26
,
120702
(
2019
).
20.
J. W.
Connor
,
R. J.
Hastie
,
H. R.
Wilson
, and
R. L.
Miller
,
Phys. Plasmas
5
,
2687
(
1998
).
21.
P. B.
Snyder
,
T. H.
Osboune
,
K. H.
Burrell
,
R. J.
Groebner
,
A. W.
Leonard
,
R.
Nazikian
,
D. M.
Orlov
,
O.
Schmitz
,
M. R.
Wade
, and
H. R.
Wilson
,
Phys. Plasmas
19
,
056115
(
2012
).
22.
R.
Fitzpatrick
,
Phys. Plasmas
27
,
042506
(
2020
).
23.
R.
Fitzpatrick
and
A. O.
Nelson
,
Phys. Plasmas
27
,
072501
(
2020
).
24.
Q. M.
Hu
,
R.
Nazikian
,
B. A.
Grierson
,
N. C.
Logan
,
D. M.
Orlov
,
C.
Paz-Solden
, and
Q.
Yu
,
Phys. Rev. Lett.
125
,
045001
(
2020
).
25.
R.
Fitzpatrick
,
Nucl. Fusion
33
,
1049
(
1993
).
26.
R.
Fitzpatrick
,
Phys. Plasmas
5
,
3325
(
1998
).
27.
G.
Ara
,
B.
Basu
,
B.
Coppi
,
G.
Laval
,
M. N.
Rosenbluth
, and
B. V.
Waddell
,
Ann. Phys.
112
,
443
(
1978
).
28.
R.
Fitzpatrick
and
F. L.
Waelbroeck
,
Phys. Plasmas
12
,
022307
(
2005
).
29.
R.
Fitzpatrick
,
P. G.
Watson
, and
F. L.
Waelbroeck
,
Phys. Plasmas
12
,
082510
(
2005
).
30.
R.
Fitzpatrick
,
Phys. Plasmas
25
,
042503
(
2018
).
31.
R.
Fitzpatrick
,
Phys. Plasmas
25
,
112505
(
2018
).
32.
M. F.
Heyn
,
I. B.
Ivanov
,
S. V.
Kasilov
,
W.
Kernbichler
,
I.
Joseph
,
R. A.
Moyer
, and
A. M.
Runov
,
Nucl. Fusion
48
,
024005
(
2008
).
33.
R.
Fitzpatrick
and
T. C.
Hender
,
Phys. Fluids B
3
,
644
(
1991
).
34.
A.
Cole
and
R.
Fitzpatrick
,
Phys. Plasmas
13
,
032503
(
2006
).
35.
M.
Bécoulet
,
F.
Orain
,
P.
Maget
,
N.
Mellet
,
X.
Garbet
,
E.
Nardon
,
G. T. A.
Huysmans
,
T.
Caspar
,
A.
Loarte
,
P.
Cayna
 et al,
Nucl. Fusion
52
,
054003
(
2012
).
36.
N. M.
Ferraro
,
Phys. Plasmas
19
,
056105
(
2012
).
37.
F.
Orain
,
M.
Bécoulet
,
G.
Dif-Pradalier
,
G. T. A.
Huysmans
,
S.
Pamela
,
E.
Nardon
,
C.
Passeron
,
G.
Latu
,
V.
Grandgirard
,
A.
Fil
 et al,
Phys. Plasmas
20
,
102510
(
2013
).
38.
H. P.
Furth
,
J.
Killeen
, and
M. N.
Rosenbluth
,
Phys. Fluids
6
,
459
(
1963
).
39.
B.
Coppi
,
J. M.
Greene
, and
J. L.
Johnson
,
Nucl. Fusion
6
,
101
(
1966
).
40.
P. H.
Rutherford
,
Phys. Fluids
16
,
1903
(
1973
).
41.
A.
Pletzer
and
R. L.
Dewar
,
J. Plasma Phys.
45
,
427
(
1991
).
42.
R.
Fitzpatrick
,
R. J.
Hastie
,
T. J.
Martin
, and
C. M.
Roach
,
Nucl. Fusion
33
,
1533
(
1993
).
43.
A.
Pletzer
,
A.
Bondeson
, and
R. L.
Dewar
,
J. Comp. Phys.
115
,
530
(
1994
).
44.
45.
D. P.
Brennan
,
R. J.
La Haye
,
A. D.
Turnbull
,
M. S.
Chu
,
T. H.
Jensen
,
L. L.
Lao
,
T. C.
Luce
,
P. A.
Politzer
, and
E. J.
Strait
,
Phys. Plasmas
10
,
1643
(
2003
).
46.
M.
Furukawa
and
S.
Tokuda
,
Phys. Plasmas
19
,
102511
(
2012
).
47.
A. H.
Glasser
,
Z. R.
Wang
, and
J.-K.
Park
,
Phys. Plasmas
23
,
112506
(
2016
).
48.
R.
Fitzpatrick
,
Phys. Plasmas
24
,
072506
(
2017
).
49.
S. R.
Haskey
,
M. J.
Lanctot
,
Y. Q.
Liu
,
C.
Paz-Soldan
,
J. D.
King
,
B. D.
Blackwell
, and
O.
Schmitz
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
57
,
025015
(
2015
).
50.
D. A.
Ryan
,
Y. Q.
Liu
,
A.
Kirk
,
W.
Suttrop
,
B.
Dudson
,
M.
Dunne
,
R.
Fischer
,
J. C.
Fuchs
,
M.
Garcia-Munoz
,
B.
Kurzan
 et al,
Plasma Phys. Controlled Fusion
57
,
095008
(
2015
).
51.
J. K.
Park
,
M. J.
Schaffer
,
J. E.
Menard
, and
A. H.
Boozer
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
195003
(
2007
).
52.
J. K.
Park
and
N. C.
Logan
,
Phys. Plasmas
24
,
032505
(
2017
).
53.
G. L.
Jackson
,
P. M.
Anderson
,
J.
Bialek
,
W. P.
Cary
,
G. L.
Campbell
,
A. M.
Garofalo
,
R.
Hatcher
,
A. G.
Kellman
,
R. J.
LaHaye
,
A.
Nagy
 et al,
Proceedings of the 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics
, St. Petersburg, Russia,
2003
, CD-ROM, P-4.47.
54.
R. J.
Hawryluk
,
Physics of Plasma Close to Thermonuclear Conditions: Vol. 1.
(
Commission of the European Communities
,
Brussels
,
1980
.) Internal Document DUR-FU-BRU-XII/476180.
55.
P.
Monier-Garbet
,
K. H.
Burrell
,
F. L.
Hinton
,
J.
Kim
,
X.
Garbet
, and
R. J.
Groebner
,
Nucl. Fusion
37
,
403
(
1997
).
56.
A.
Rosenthal
and
F. M.
Laggner
, private communication (
2020
).
57.
S.
Wiesen
,
D.
Reiter
,
V.
Kotov
,
M.
Baelmans
,
W.
Dekeyser
,
A. S.
Kukushkin
,
S. W.
Lisgo
,
R. A.
Pitts
,
V.
Rozhansky
,
G.
Saibene
,
I.
Veselova
, and
S.
Voskoboynikov
,
J. Nucl. Mat.
463
,
480
(
2015
).
58.
M. R.
Wade
,
R.
Nazikian
,
J. D.
deGrassie
,
T. E.
Evans
,
N. M.
Ferraro
,
R. A.
Moyer
,
D. M.
Orlov
,
R. J.
Buttery
,
M. E.
Fenstermacher
,
A. M.
Garofalo
 et al,
Nucl. Fusion
55
,
023002
(
2015
).
59.
R.
Fitzpatrick
,
Phys. Plasmas
2
,
825
(
1995
).
60.
N. N.
Gorelenkov
,
R. V.
Budny
,
Z.
Chang
,
M. V.
Gorelenkova
, and
L. E.
Zakharov
,
Phys. Plasmas
3
,
3379
(
1996
).
You do not currently have access to this content.