Effects of turbulence on the edge-core coupling in tokamak plasmas with transient edge source/sink

過渡的な周辺ソース/シンクのあるトカマクプラズマにおけるコア-エッジ結合に対する乱流の影響

宮戸 直亮; 矢木 雅敏

Miyato, Naoaki; Yagi, Masatoshi

最近、4場の簡約化磁気流体力学(RMHD)モデルに基づくトカマクプラズマの大域的な流体シミュレーションで、弱磁場側へのペレット入射を想定した過渡的なエッジ密度ソースに対する非局所的なプラズマ応答/輸送が発見された。この非局所輸送に対するイオン温度勾配(ITG)駆動乱流の影響を調べるため、大域的なITG乱流シミュレーションを行い、ITG乱流は非局所輸送を妨げる傾向があることを発見した。解析の結果、非局所輸送でコアとエッジを結合する重要な働きを果たしていた圧力の成分(はポロイダル角)がコア領域のITG乱流でかき回され、コアとエッジをつなぐことができなくなっていることがわかった。一方、圧力の成分は強い測地的音響モード(GAM)振動を示していることがわかった。この振動はITG乱流から非線形的に生成された帯状流により駆動されている。さらに、大域的な流体シミュレーションを行い、非局所輸送や乱流に対するソース/シンク位置の影響なども調べる。

We have performed an ion temperature gradient (ITG) turbulence simulation to investigate effects of the ITG turbulence on the nonlocal transport found in the 4-field reduced magnetohydrodynamics (RMHD) simulation. It is found that the ITG turbulence tends to prevent the nonlocal transport of a kind observed in the 4-field RMHD simulations. The ( the poloidal angle) component of pressure perturbations, which is very important for the nonlocal transport, is stirred by the ITG turbulence. As a result, the component cannot connect the core region with the edge. On the other hand, the component shows strong geodesic acoustic mode (GAM) oscillations. They are excited by zonal flows nonlinearly generated from the ITG turbulence. We further investigate effects of location of the source/sink on the nonlocal plasma response and the turbulence by the global fluid simulations.