We perform a study of system-scale to gyro-radius scale electromagnetic modes in a pedestal-like equilibrium using a gyrokinetic code ORB5, along with a comparison to the results of wimulations in a local gyrokinetic code, GS2, and an MHD energy principle code, MISHKA. In the relevant large-system, short wavelength regime, good agreement between the gyrokinetic codes is found. For global-scale modes, reasonable agreement between MHD and the global gyrokinetic code is observed. There are various formulational and implementational issues with using standard gyrokinetic codes in this limit, so even this level of agreement is promising. In order to correctly model the physics it is important to keep the effect of magnetic field strength fluctuations (which are not directly included in ORB5) in this case, where the gradient of β is large. The pressure stability threshold does not change substantially between the MHD and global gyrokinetic simulations, for the conditions present in this paper. It is also noted that the main stabilising mechanism at short wavelength is the diamagnetic drift, for which a two-fluid (rather than gyrokinetic) formulation would be sufficient.
我々は、ジャイロ運動論コードORB5を用いて、ペデスタル状の平衡におけるシステムスケールからジャイロ半径スケールまでの電磁モードの研究を行う。また、局所ジャイロ運動論コードGS2およびMHDエネルギー原理コードMISHKAによるシミュレーション結果との比較も行う。関連する大規模・短波長領域では、ジャイロ運動論コード間で良好な一致が見られる。大域スケールのモードについては、MHDと大域ジャイロ運動論コードの間で合理的な一致が観測される。標準的なジャイロ運動論コードをこの極限で使用する際には、様々な定式化上および実装上の問題が存在するため、この程度の一致でも有望である。物理を正確にモデル化するためには、β勾配が大きいこの場合において、ORB5に直接含まれていない磁場強度の変動の効果を保持することが重要である。本論文で対象とする条件下では、圧力安定性閾値はMHDと大域ジャイロ運動論シミュレーションの間で実質的に変化しない。また、短波長における主な安定化機構は反磁性ドリフトであり、これには二流体（ジャイロ運動論ではなく）定式化で十分であることも指摘される。