The evolution of edge turbulence and shear flow approaching the density limit in L-mode plasmas on EAST is investigated. The relative fluctuation, cross-correlation power spectral density (CPSD), wave-number spectra, skewness and kurtosis, along with the edge poloidal flow velocity, are calculated using the Lithium Beam Emission Spectroscopy diagnostic. It is observed that there is a noticeable transition in edge turbulence with the plasma density increase. Once the plasma density (Greenwald fraction, fGW) reaches a certain threshold, the turbulence intensity significantly increases, the turbulence propagation direction noticeably changes, the average turbulence scale significantly expands, and the turbulence intermittency enhances. These density thresholds for the turbulence transition in the pedestal and the scrape-off layer (SOL) regions are approximately fGW = 0.4 and 0.5, respectively, i.e. the transition of SOL turbulence lags that of the pedestal turbulence. The density and temperature profiles obtained through microwave reflectometry and Thomson scattering show an enhancement in outward transport as the edge turbulence undergoes a transition. The turbulence parameter αt, separatrix parameter (Te − ne), and pressure decay lengths are compared to those in the Separatrix Operational Space (SepOS) model, showing good agreement with the SepOS model. It suggests that the edge turbulence transition may be related to the transition from drift waves to interchange instabilities. In addition, it is observed that there is also a transition in edge shear flow during the density ramp, and the transition of the edge shear flow in the SOL also lags that in the pedestal, suggesting the evolution of edge turbulence is highly correlated with that of the edge shear flow as the density increases. Two possible mechanisms for these results are discussed: the transition and enhancement of edge turbulence may be caused by the increase of edge collisionality or the decrease of edge shear flow.
EASTにおけるLモードプラズマの密度限界に近づく際の周辺乱流とせん断流の進化を調査した。リチウムビーム発光分光法診断を用いて、相対変動、相互相関パワースペクトル密度(CPSD)、波数スペクトル、歪度と尖度、ならびに周辺ポロイダル流速度を計算した。プラズマ密度の増加に伴い、周辺乱流に顕著な遷移が存在することが観測された。プラズマ密度(グリーンワルド割合、fGW)が特定の閾値に達すると、乱流強度が有意に増加し、乱流伝播方向が顕著に変化し、平均乱流スケールが有意に拡大し、乱流間欠性が増強される。ペデスタル領域とスクレイプオフ層(SOL)領域における乱流遷移のこれらの密度閾値は、それぞれおおよそfGW = 0.4および0.5であり、すなわちSOL乱流の遷移はペデスタル乱流の遷移よりも遅れる。マイクロ波反射計測とトムソン散乱によって得られた密度・温度分布は、周辺乱流が遷移する際に外向き輸送の増強を示す。乱流パラメータαt、セパラトリクスパラメータ(Te − ne)、および圧力減衰長をセパラトリクス動作空間(SepOS)モデルと比較し、SepOSモデルと良好な一致を示す。これは、周辺乱流遷移がドリフト波から交換型不安定性への遷移に関連している可能性があることを示唆する。さらに、密度ランプ中に周辺せん断流にも遷移があることが観測され、SOLにおける周辺せん断流の遷移もペデスタルにおける遷移より遅れる。これは、密度増加に伴う周辺乱流の進化が周辺せん断流の進化と強く相関していることを示唆する。これらの結果の考えられる2つのメカニズムについて議論する：周辺乱流の遷移と増強は、周辺衝突度の増加または周辺せん断流の減少によって引き起こされる可能性がある。