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Interaction between small-scale zonal flows and large-scale turbulence; A Theory for ion transport intermittency in tokamak plasmas

微視的スケールの帯状流と巨視的スケール乱流間の相互作用; トカマクプラズマにおけるイオン輸送の間欠性に関する議論

Li, J.; 岸本 泰明

Li, J.; Kishimoto, Yasuaki

微視的な帯状流と巨視的乱流間の相互作用に関して議論されている。鍵となる物理機構は半径方向のモード間結合として同定された。揺らぎのエネルギーは不安定な長波長領域から安定もしくは減衰する短波長モード領域に非局所的に輸送される。その結果、乱流スペクトルは大きく変形を受けるとともに非線形のパワー則から変位する。三次元のジャイロ流体イオン温度勾配モードシミュレーションを実施し、間欠的もしくはバースト的なイオン輸送挙動が観測され、トカマクプラズマにおけるITG生成帯状流に関係したスペクトル変形に関係していることが示された。

Interaction between small-scale zonal flows and large-scale turbulence is investigated. The key mechanism is identified as radially non-local mode coupling. Fluctuating energy can be non-locally transferred from the unstable longer to stable or damped shorter wavelength region, so that turbulence spectrum is seriously deformed and deviated from the nonlinear power law structure. Three-dimensional gyro-fluid ion temperature gradient (ITG) turbulence simulations show that an ion transport bursting behavior is consistently linked to the spectral deformity with the causal role of ITG-generated zonal flows in tokamak plasmas.

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パーセンタイル:21.87

分野:Physics, Multidisciplinary

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