We study a reduced electrostatic fluid model for the tokamak scrape-off layer, which incorporates temperature gradient and vorticity gradient as two free energy fields. Two scenarios of field coupling are addressed: (1) sheath condition; (2) vortex wave coupling. For the sheath condition induced field coupling, the poloidal flow shear is coupled with the temperature gradient. Combining an eigenmode analysis and the nonlinear phase dynamics approach, our findings indicate that in the absence of a vorticity gradient, the overall effect of the sheath condition induced flow shear can either stabilize or destabilize the interchange mode, depending on the competition between the flow shear suppression and the temperature gradient driving. This is different from the case where the gradient drive and shear damping are decoupled. When the field coupling is mediated by wave interactions, by setting an idealized step-like temperature and vorticity profiles, a joint mode forms through resonant interaction between the interfacial waves driven by the temperature and vorticity gradients, respectively. Near the phase locking condition, the joint mode can be more unstable than pure temperature gradient driven mode.
我々は、トカマクのスクレイプオフ層に対する簡約化された静電流体モデルを研究する。このモデルは、温度勾配と渦度勾配を2つの自由エネルギー場として組み込む。場の結合の2つのシナリオを扱う：（1）シース条件、（2）渦波結合。シース条件によって誘起される場の結合については、ポロイダル流のせん断が温度勾配と結合する。固有モード解析と非線形位相力学の手法を組み合わせることにより、我々の結果は、渦度勾配が存在しない場合、シース条件によって誘起される流れのせん断の全体的な効果は、流れのせん断による抑制と温度勾配による駆動の間の競合に依存して、交換モードを安定化または不安定化し得ることを示す。これは、勾配駆動とせん断減衰が分離されている場合とは異なる。場の結合が波動相互作用によって媒介される場合、理想化された階段状の温度および渦度プロファイルを設けることにより、温度勾配と渦度勾配によってそれぞれ駆動される界面波間の共鳴相互作用を通じて、結合モードが形成される。位相ロック条件の近傍では、結合モードは、純粋な温度勾配駆動モードよりも不安定になり得る。