Global gyrokinetic simulations of ion temperature gradient (ITG) and trapped electron mode (TEM) in the LHD stellarator are carried out using the gyrokinetic toroidal code (GTC) with kinetic electrons. ITG simulations show that kinetic electron effects increase the growth rate by more than 50% and more than double the turbulent transport levels compared with simulations using adiabatic electrons. Zonal flow dominates the saturation mechanism in the ITG turbulence. Nonlinear simulations of the TEM turbulence show that the main saturation mechanism is not the zonal flow but the inverse cascade of high to low toroidal harmonics. Further nonlinear simulations with various pressure profiles indicate that the ITG turbulence is more effective in driving heat conductivity whereas the TEM turbulence is more effective for particle diffusivity.
大型螺旋装置LHDにおけるイオン温度勾配（ITG）および捕捉電子モード（TEM）のジャイロ運動論的シミュレーションを、運動論的電子を用いたジャイロ運動論的トロイダルコード（GTC）により実施した。ITGシミュレーションでは、運動論的電子の効果により、断熱電子を用いたシミュレーションと比較して、成長率が50%以上増加し、乱流輸送レベルが2倍以上になることが示された。ITG乱流における飽和機構は、帯状流が支配的である。TEM乱流の非線形シミュレーションでは、主な飽和機構は帯状流ではなく、高次から低次のトロイダル高調波への逆カスケードであることが示された。さらに、様々な圧力分布を用いた非線形シミュレーションにより、ITG乱流は熱伝導率をより効果的に駆動し、TEM乱流は粒子拡散係数に対してより効果的であることが示された。