Dedicated experiments have been performed in KSTAR Ohmic plasmas to investigate the detailed physics of the rotation reversal phenomena. Here we adapt the more general definition of rotation reversal, a large change of the intrinsic toroidal rotation gradient produced by minor changes in the control parameters (Camenen et al 2017 Plasma Phys. Control. Fusion59 034001), which is commonly observed in KSTAR regardless of the operating conditions. The two main phenomenological features of the rotation reversal are the normalized toroidal rotation gradient () change in the gradient region and the existence of an anchor point. For the KSTAR Ohmic plasma database including the experiment results up to the 2016 experimental campaign, both features were investigated. First, the observations show that the locations of the gradient and the anchor point region are dependent on . Second, a strong dependence of on is clearly observed in the gradient region, whereas the dependence on , , and is unclear considering the usual variation of the normalized gradient length in KSTAR. The experimental observations were compared against several theoretical models. The rotation reversal might not occur due to the transition of the dominant turbulence from the trapped electron mode to the ion temperature gradient mode or the neoclassical equilibrium effect in KSTAR. Instead, it seems that the profile shearing effects associated with a finite ballooning tilting well reproduce the experimental observations of both the gradient region and the anchor point; the difference seems to be related to the magnetic shear and the value. Further analysis implies that the increase of in the gradient region with the increase of the collisionality would occur when the reduction of the momentum diffusivity is comparatively larger than the reduction of the residual stress. It is supported by the perturbative analysis of the experiments and the nonlinear gyrokinetic simulations. The absence of the sign change of even when a much lower collisionality is produced by additional electron cyclotron heating brings further experimental support to this interpretation.
KSTARオーミックプラズマにおいて、回転反転現象の詳細な物理を調査するために専用の実験が実施された。ここでは、回転反転のより一般的な定義を採用する。これは、制御パラメータのわずかな変化によって生じる固有トロイダル回転勾配の大きな変化であり（Camenenら 2017 Plasma Phys. Control. Fusion 034001）、KSTARにおいて動作条件に関係なく一般的に観測されるものである。回転反転の2つの主要な現象論的特徴は、規格化トロイダル回転勾配（）の勾配領域における変化と、アンカーポイントの存在である。2016年の実験キャンペーンまでの実験結果を含むKSTARオーミックプラズマデータベースにおいて、両方の特徴が調査された。第一に、観測結果は、勾配領域とアンカーポイントの位置が［変数］に依存することを示している。第二に、［変数］に対する［変数］の強い依存性が勾配領域において明確に観測される一方、KSTARにおける規格化勾配長の通常の変動を考慮すると、［変数］、［変数］、［変数］に対する依存性は明確ではない。実験観測結果は複数の理論モデルと比較された。回転反転は、捕捉電子モードからイオン温度勾配モードへの支配的な乱流の遷移や、KSTARにおける新古典効果によっては生じない可能性がある。むしろ、有限バルーニング傾斜に関連するプロファイルシアリング効果が、勾配領域とアンカーポイントの両方の実験観測をよく再現しているようであり、その差異は磁気シアと［変数］の値に関連しているようである。さらなる分析は、勾配領域における［変数］の増加が、運動量拡散係数の減少が残留応力の減少よりも相対的に大きい場合に、衝突度の増加とともに生じることを示唆している。これは、実験の摂動解析と非線形ジャイロ運動論シミュレーションによって支持されている。追加の電子サイクロトロン加熱によって生成されるはるかに低い衝突度でも［変数］の符号反転が生じないことは、この解釈に対するさらなる実験的裏付けを与えている。