Study of drift wave-zonal mode system based on global electromagnetic landau-fluid ITG simulation in toroidal plasmas

トロイダルプラズマのグローバル電磁ランダウ流体ITGシミュレーションによるドリフト波-帯状モード系の研究

宮戸 直亮; Li, J. Q.*; 岸本 泰明

Miyato, Naoaki; Li, J. Q.*; Kishimoto, Yasuaki

グローバル電磁ランダウ流体コードを用いて、トカマクプラズマ中の電磁的イオン温度勾配駆動乱流-帯状モード系を調べた。トカマクプラズマ中では2種類の帯状流、すなわち低安全係数領域における静的な帯状流及び高安全係数領域におけるgeodesic acoustic mode(GAM)と呼ばれる振動帯状流、が存在しうる。静的な帯状流が乱流輸送を効率的に抑制する一方、振動帯状流による乱流抑制は弱い。そのため、静的帯状流が駆動される低安全係数領域では帯状流が乱流を圧倒するが、振動帯状流が駆動される高安全係数領域では乱流は活発なままである。

Using a global Landau fluid code in toroidal geometry, an electromagnetic ion temperature gradient (ITG) driven turbulence-zonal mode system is investigated. Two different types of zonal flows, i.e. stationary zonal flows in a low (safety factor) region and oscillatory ones in a high region which are called geodesic acoustic modes (GAM), are found to be simultaneously excited in a torus. The stationary flows efficiently suppress turbulent transport, while the oscillatory ones weakly affect the turbulence due to their time varying nature. Therefore in the low region where the zonal flows are stationary, the zonal flows are dominant over the turbulence. On the other hand, the turbulence is still active in the high region where the zonal flows are oscillatory.