Intermittent transport associated with the geodesic acoustic mode near the critical gradient regime

臨界勾配領域近傍での測地的音響モードに関連した間欠的輸送

三木 一弘*; 岸本 泰明; 宮戸 直亮; Li, J. Q.*

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

イオン温度勾配乱流のグローバルランダウ流体シミュレーションと拡張型プレデター-プレイ理論モデルに基づく、トロイダルプラズマの乱流輸送研究により、geodesic acoustic mode(GAM)の励起と伝搬に関連した新しいタイプの間欠的輸送現象が臨界勾配領域近傍で発見された。これをGAM間欠性と呼ぶが、この間欠性はそのトリガー,減衰及び反復のプロセスにおける新しい時間スケールによって特徴付けられる。間欠的バーストの反復の間、静的な帯状流はゆっくりとした時間スケールで増加して、徐々に乱流を抑制する。このような動的な過程を通して臨界勾配の非線形上方シフト、いわゆるDimitsシフトに至ると考えられる。

Turbulent transport near critical gradient in toroidal plasmas is studied based on global Landau-fluid simulations and an extended predator-prey theoretical model of ion temperature gradient (ITG) turbulence. A new type of intermittent transport associated with the emission and propagation of geodesic acoustic mode (GAM) is found near critical gradient regime, which is referred to GAM intermittency. The intermittency is characterized by new time scales of trigger, damping, and recursion due to GAM damping. During the recursion of intermittent bursts, stationary zonal flow increases with a slow time scale due to the accumulation of undamped residues and eventually quenches the turbulence, suggesting that a nonlinear up-shift of critical gradient, i.e. Dimits shift, is established through such a dynamical process.