Plasmas are magnetically confined if the orbits of the charged particles around the magnetic field lines are small compared to the system size. Nevertheless, particles and energy are lost via transport resulting from the fluid-like drifts of these orbits across the magnetic field. Computation of this type of low frequency electromagnetic turbulence is introduced with emphasis on nonlinear character and energetics. The physical situation is low frequency dynamics with perpendicular forces in quasistatic balance and fast gyrofrequency leading to treating the orbit gyrocentres rather than the particles themselves. The broadband turbulence necessarily involves the ion gyroradius scale in any tokamak application. Hence the use of 'gyrofluid' and 'gyrokinetic' computational models. Computations must also treat the interplay between electromagnetic wave dynamics along the magnetic field and fluid-like turbulence across it, with a method independently checked against both of these sub-processes. Tokamak core and edge turbulence differ according to the ratios of the parallel (electron) and perpendicular (E-cross-B) transit frequencies. The turbulence is also in energetic contact with flows and currents associated with the equilibrium, so computations must be well behaved over very long run times and at least the perturbed equilibrium carried self-consistently. These considerations are illustrated by treating the case of ion temperature gradient instabilities giving rise to turbulence which is then suppressed by self generated E-cross-B flows. The methods of diagnosis of the physical processes are detailed. The situation of edge turbulence and interaction with the equilibrium is briefly addressed.
プラズマは、磁力線の周りの荷電粒子の軌道がシステムのサイズに比べて小さい場合、磁気的に閉じ込められる。それにもかかわらず、粒子とエネルギーは、磁場を横切るこれらの軌道の流体様のドリフトに起因する輸送によって失われる。この種の低周波電磁乱流の計算が、非線形特性とエネルギー論に重点を置いて紹介される。物理的状況は、準静的な釣り合いにある垂直力と高速ジャイロ周波数を伴う低周波ダイナミクスであり、粒子自体ではなく軌道ジャイロ中心を扱うことにつながる。広帯域乱流は、いかなるトカマク応用においても必然的にイオンジャイロ半径スケールを伴う。したがって、「ジャイロ流体」および「ジャイロ運動論的」計算モデルの使用が必要となる。計算はまた、磁場に沿った電磁波ダイナミクスと、それを横切る流体様の乱流との間の相互作用を扱わなければならず、その際、これら両方のサブプロセスに対して独立に検証された方法を用いる。トカマクのコアとエッジの乱流は、平行（電子）および垂直（E×B）通過周波数の比に応じて異なる。乱流はまた、平衡に関連する流れおよび電流とエネルギー的に接触しているため、計算は非常に長い実行時間にわたって良好に動作し、少なくとも摂動された平衡を自己無撞着に保持しなければならない。これらの考察は、イオン温度勾配不安定性の場合を扱うことによって例示され、これは乱流を生じさせ、その後、自己生成されたE×Bフローによって抑制される。物理的プロセスの診断方法が詳述される。エッジ乱流と平衡との相互作用の状況が簡潔に述べられる。