Turbulent plasmas form a variety of mesoscale structures, which affect the level of anomalous transport in fusion plasmas. A streamer is a poloidally localized, radially elongated vortex, which increases convective transport. We have carried out numerical simulations of resistive drift wave turbulence in a linear configuration, as a minimal model for analysing the structural formation mechanism in magnetized plasmas by mode coupling. A three-field reduced MHD model is extended to describe the resistive drift wave turbulence in cylindrical plasmas. A poloidally localized turbulent structure, which has the typical temporal scale of the streamer, is formed by the self-bunching of a couple of unstable modes in nonlinear saturation states. The formed structure depends on the magnitude of the ion–neutral collision frequency, which is the damping parameter of the zonal flow, and the streamer is formed when the damping of the zonal flow is stronger than that of the intermediate mode for the streamer formation. We found that the streamer is selectively formed to keep the particle balance as long as the drift wave is unstable.
乱流プラズマは様々なメゾスケール構造を形成し、これらは核融合プラズマにおける異常輸送の程度に影響を与える。ストリーマはポロイダル方向に局在し、ラジアル方向に伸長した渦であり、対流輸送を増大させる。我々は、モード結合による磁化プラズマ中の構造形成メカニズムを解析するための最小モデルとして、線形装置における抵抗性ドリフト波乱流の数値シミュレーションを実施した。円筒プラズマ中の抵抗性ドリフト波乱流を記述するために、3場簡約MHDモデルを拡張した。非線形飽和状態において、複数の不安定モードの自己集束により、ストリーマの典型的な時間スケールを有するポロイダル方向に局在した乱流構造が形成される。形成される構造は、帯状流の減衰パラメータであるイオン-中性粒子衝突周波数の大きさに依存し、ストリーマ形成のための中間モードの減衰よりも帯状流の減衰が強い場合にストリーマが形成される。我々は、ドリフト波が不安定である限り、粒子バランスを維持するためにストリーマが選択的に形成されることを見出した。