The phase-space structure of an ion diffusion tensor in ion temperature gradient (ITG)-driven turbulence is studied using the newly developed numerical code Numerical Diagnosis of Transport Matrix. The numerical results show that at both the linear and nonlinear stage, the diffusion tensor of ITG turbulence presents a typical ballooning structure in the poloidal direction and a magnetic drift resonance structure in velocity space. The Drr and DrK components of the diffusion tensor satisfy the Stokes–Einstein relation. It is found that the phase-space structure of the ion diffusion tensor at the linear stage is induced by the resonance between ions and ITG eigenmodes, while that at the nonlinear stage is induced by the resonance between ions and the daughter ballooning modes under the poloidal acceleration of nonlinear zonal radial electric fields.
イオン温度勾配(ITG)駆動乱流におけるイオン拡散テンソルの位相空間構造を、新たに開発した数値コードNumerical Diagnosis of Transport Matrixを用いて研究した。数値結果は、線形段階と非線形段階の両方において、ITG乱流の拡散テンソルがポロイダル方向に典型的なバルーニング構造を示し、速度空間において磁気ドリフト共鳴構造を示すことを明らかにした。拡散テンソルのDrr成分とDrK成分は、ストークス–アインシュタイン関係を満たす。線形段階におけるイオン拡散テンソルの位相空間構造は、イオンとITG固有モードとの共鳴によって誘起され、一方、非線形段階におけるそれは、非線形帯状動径電場のポロイダル加速下でのイオンと娘バルーニングモードとの共鳴によって誘起されることが見出された。