The kinetic and extended magnetohydrodynamic (MHD) simulation methods are discussed in the context of their ability to simulate macroscopic plasma evolution on an MHD evolution time scale with microturbulence in toroidal magnetized plasmas. To properly model the evolution of neoclassical equilibrium, it is important to use full-f gyrokinetic calculation with sufficient accuracy for perpendicular viscosity. Similarly in MHD problems, a good accuracy in constructing the closures, in particular for the viscosity stress elements, is required. Although evidence of spontaneous reduction of transport with the consequent rapid steepening of the pressure gradient is found in simulations with full-f 5D gyrokinetic and 3D Braginskii fluid equations, no simulation of the transport barrier formation in agreement with experimental observations has yet been presented. For a comprehensive description of edge plasma dynamics, including L–H transition, pedestal formation, and ELM oscillation problems, full-f 5D gyrokinetic simulation is a necessity, at least in hybrid with 3D MHD. With present-day computers, the global transport time scale can be reached with full-f gyrokinetic simulations in small tokamaks (ρ* ≤ 50–100), while fluid simulation has to be used for MHD evolution time scale in medium-sized tokamaks.
運動論的および拡張磁気流体（MHD）シミュレーション手法について、トロイダル磁化プラズマにおける微視的乱流を伴う巨視的プラズマ進化をMHD進化の時間スケールでシミュレートする能力の観点から議論する。新古典平衡の進化を適切にモデル化するには、垂直粘性に対して十分な精度を持つfull-fジャイロ運動論的計算を用いることが重要である。同様にMHD問題においても、閉鎖関係式（特に粘性応力テンソル）の構築における高い精度が要求される。full-f 5次元ジャイロ運動論的および3次元Braginskii流体方程式を用いたシミュレーションにおいて輸送の自発的減少とそれに伴う圧力勾配の急峻化の証拠が見出されているものの、実験観測と一致する輸送障壁形成のシミュレーションはまだ提示されていない。L-H遷移、ペデスタル形成、ELM振動問題を含む周辺プラズマ力学の包括的な記述には、少なくとも3次元MHDとのハイブリッドによるfull-f 5次元ジャイロ運動論的シミュレーションが必須である。現在の計算機では、全球輸送の時間スケールは小型トカマク（ρ* ≦ 50-100）におけるfull-fジャイロ運動論的シミュレーションで到達可能であり、一方で中型トカマクにおけるMHD進化の時間スケールには流体シミュレーションを用いざるを得ない。