Recent experimental findings on limit-cycle-oscillations indicate that the nonlinear driving of the turbulent poloidal Reynolds stress to zonal flows (ZFs) is not a significant factor in the toroidal geometry, sparking fundamental controversial issues within the fusion community. By using the global nonlinear gyrokinetic simulations, we propose a unified mesoscale picture of nonlinear driving of ZFs in the ion-temperature-gradient turbulence. ZFs are nonlinearly driven by the turbulent energy flux and the turbulent poloidal Reynolds stress. The turbulent energy flux is not shielded by the toroidal geometry effect in nonlinearly driving ZFs. The turbulent poloidal Reynolds stress is not shielded on the time scale shorter than the ion bounce period; however, on the time scale longer than the ion bounce period, the turbulent poloidal Reynolds stress is indeed shielded by the toroidal geometry effect.
リミットサイクル振動に関する最近の実験的知見は、トロイダル幾何学において帯状流(ZFs)への乱流ポロイダル・レイノルズ応力の非線形駆動が重要な因子ではないことを示しており、核融合コミュニティ内で根本的な論争を引き起こしている。大局的非線形ジャイロ運動論シミュレーションを用いることで、我々はイオン温度勾配乱流におけるZFsの非線形駆動の統一的メソスケール描像を提案する。ZFsは乱流エネルギー束と乱流ポロイダル・レイノルズ応力によって非線形に駆動される。乱流エネルギー束は、ZFsを非線形に駆動する際、トロイダル幾何学効果によって遮蔽されない。乱流ポロイダル・レイノルズ応力は、イオンバウンス周期より短い時間スケールでは遮蔽されない。しかし、イオンバウンス周期より長い時間スケールでは、乱流ポロイダル・レイノルズ応力は確かにトロイダル幾何学効果によって遮蔽される。