Nonlinear saturation dynamics of electromagnetic turbulence and associated transport are investigated using a global simulation based on the Landau-fluid model in the finite β tokamak plasmas. The focus is on the kinetic ballooning mode (KBM), while a comparison to the β stabilized ion temperature gradient mode is carried out. Results show that the KBM turbulence creates relatively weaker zonal flows in finite β plasmas. Zonal current could be formed around the low order rational surfaces, but is too narrow and localized to affect the global transport level. It is found that the KBM turbulence is nonlinearly saturated in two sequential stages. The linear KBM instability is first saturated transiently at a low fluctuation level by weak zonal flows. Afterward, robust, linearly stable long wavelength fluctuations are nonlinearly excited and then interact feedback with primary unstable KBM components through the modulation process. As a result, the KBM is finally saturated with a down-shifted wavenumber spectrum. The suppression of turbulent transport by long wavelength fluctuations is identified as mainly resulting from the reduction of KBM turbulence intensity.
電磁乱流とそれに関連する輸送の非線形飽和ダイナミクスを、有限βトカマクプラズマにおけるLandau流体モデルに基づく大域的シミュレーションを用いて調べた。焦点は運動論的バルーニングモード(KBM)に置かれており、一方、β安定化イオン温度勾配モードとの比較が行われている。結果は、KBM乱流が有限βプラズマにおいて比較的弱い帯状流を生成することを示している。帯状電流は低次の有理面の周囲に形成され得るが、それは狭すぎて局所的であり、大域的輸送レベルに影響を与えるには至らない。KBM乱流は、二つの連続した段階で非線形飽和することが見出された。線形KBM不安定性は、まず弱い帯状流によって低いゆらぎレベルで一時的に飽和する。その後、頑健で線形安定な長波長ゆらぎが非線形的に励起され、変調過程を通じて主要な不安定KBM成分とフィードバック相互作用する。その結果、KBMは最終的に低波数側へシフトした波数スペクトルを持って飽和する。長波長ゆらぎによる乱流輸送の抑制は、主としてKBM乱流強度の低減に起因することが特定された。