边界局域模（Edge Localized Mode,ELM）的有效控制是实现磁约束聚变堆高约束运行的必要条件。共振磁扰动（Resonant Magnetic Perturbation,RMP）场具备有效抑制ELM的能力,是提高托卡马克等离子体参数性能的重要手段之一,因而被广泛应用在了包括ITER在内的国内外大部分托卡马克装置上。由于RMP场的存在,以及实验中不可避免的误差场、等离子体不稳定性等因素,托卡马克中的磁场位形往往呈现出具有环向不对称性的三维结构。新经典环向粘滞（Neoclassical Toroidal Viscosity,NTV）效应是这种三维磁场位形下的一个基本物理过程和关键研究问题,其产生的NTV力矩可以显著影响等离子体环向旋转,进而改变等离子体不稳定性和装置约束性能。对于像ITER这样低动量注入条件下的大型托卡马克装置,NTV力矩也被认为是可用于驱动等离子体旋转的有效手段之一。研究NTV力矩及其作用下的等离子体稳态转动能够推动对托卡马克三维磁场物理的认识理解,为实验中等离子体转动控制方案的设计提供物理基础,对包括ITER在内的未来聚变装置的转动调控和等离子体性能优化意义重大。本论文将开展NTV力矩及其作用下等离子体稳态转动的模拟计算研究,主要包含如下几方面工作:一、解决了 NTV力矩计算程序NTVTOK与大规模并行非线性磁流体模拟程序NIMROD在坐标系选取、数据结构存储、物理参数定义等方面不匹配的问题,发展了两者之间的耦合计算模块,并将其成功应用在了真实托卡马克位形RMP引起NTV力矩的研究计算中。计算结果表明,在合理的等离子体参数条件下,RMP所引起的NTV力矩可以达到与常见环向动量源（例如中性束注入引起的力矩）相同的量级,意味着RMP具备通过NTV力矩影响或支配等离子体旋转的能力。该耦合计算模块的发展给予了 NTVTOK程序更加丰富的参数输入,将NIMROD程序的研究范畴从传统的磁流体力学过程扩展到了新经典输运过程,并为更多具体物理场景下NTV力矩的计算分析奠定了基础;二、开展了针对DIII-D实验参数位形的新经典稳态转动（Neoclassical Offset Rotation）计算研究。计算所得反电流方向新经典稳态转动与DIII-D实验测量结果定量一致,并发现反弹-漂移共振、碰撞频率、磁扰动谱形均会显著影响同电流方向新经典稳态转动状态的存在性。基于模拟计算结果,我们提出了电子温度调节和磁扰动谱形调节的方法,用于托卡马克实验运行中等离子体转动的调控和优化。特别地,本工作创新性地指出了磁扰动谱形对同电流方向新经典稳态转动的影响,并揭示了其作用的物理机制;三、从两个角度扩展了上述新经典稳态转动的计算研究:首先将新经典稳态转动计算分析方法推广到ITER设计位形。结果表明,磁扰动谱形对新经典稳态转动的影响在ITER位形下依然存在。这意味着通过改变磁扰动谱形来控制等离子体转动的思路将不仅仅适用于DIII-D位形,还可以推广到ITER的实验运行设计中;接着引入简化的动量输运模型,针对多种环向动量源共同作用于等离子体这种更加真实普遍的情形,计算分析了简单的圆截面托卡马克位形下的等离子体稳态转动。研究发现,在多种环向动量源共存时,总的稳态转动会随扰动场强度增大而逐渐趋于新经典稳态转动,这一变化过程与KSTAR实验对等离子体稳态转动的测量结果在多个方面表现出一致性,并且捕获电子效应在稳态转动的形成中起着关键的作用。本论文研究发展了 NIMROD与NTVTOK的程序耦合模块用于NTV力矩计算分析,加深了对NTV力矩作用下等离子体稳态转动的物理理解,从理论上探索了利用RMP产生NTV力矩控制等离子体转动的可行性。本论文的模拟计算结果为托卡马克中等离子体转动控制方案的设计提供了理论思路,对未来聚变装置如ITER的转动调控和优化具有理论借鉴意义。