This paper examines nonlinear magneto-hydrodynamic effects on the energetic particle driven toroidal Alfvén eigenmode (TAE) for lower dissipation coefficients and with higher numerical resolution than in the previous simulations (Todo et al 2010 Nucl. Fusion50 084016). The investigation is focused on a TAE mode with toroidal mode number n = 4. It is demonstrated that the mechanism of mode saturation involves generation of zonal (n = 0) and higher-n (n ⩾ 8) sidebands, and that the sidebands effectively increase the mode damping rate via continuum damping. The n = 0 sideband includes the zonal flow peaks at the TAE gap locations. It is also found that the n = 0 poloidal flow represents a balance between the nonlinear driving force from the n = 4 components and the equilibrium plasma response to the n = 0 fluctuations. The spatial profile of the n = 8 sideband peaks at the n = 8 Alfvén continuum, indicating enhanced dissipation due to continuum damping.
要約： 本論文では、非線形磁気流体力学効果がエネルギー粒子駆動トロイダルアルヴェン固有モード（TAE）に及ぼす影響を、従来のシミュレーション（Todo et al 2010 Nucl. Fusion50 084016）よりも低い散逸係数および高い数値分解能のもとで検討する。調査は、トロイダルモード数n = 4のTAEモードに焦点を当てる。モード飽和のメカニズムには、帯状（n = 0）および高次（n ⩾ 8）側帯波の生成が関与し、これらの側帯波が連続体減衰を介してモード減衰率を効果的に増大させることが実証される。n = 0の側帯波には、TAEギャップ位置における帯状流のピークが含まれる。また、n = 0のポロイダル流は、n = 4成分からの非線形駆動力と、n = 0の擾乱に対する平衡プラズマ応答との間のバランスを表すことも見出される。n = 8の側帯波の空間プロファイルは、n = 8のアルヴェン連続体の位置でピークを示し、連続体減衰による散逸の増強を示唆している。