We present direct evidence of low frequency, radially sheared, turbulence-driven flows (zonal flows (ZFs)) triggering edge transport barrier formation preceding the L- to H-mode transition via periodic turbulence suppression in limit-cycle oscillations (LCOs), consistent with predator–prey dynamics. The final transition to edge-localized mode-free H-mode occurs after the equilibrium E × B flow shear increases due to ion pressure profile evolution. ZFs are also observed to initiate formation of an electron internal transport barrier (ITB) at the q = 2 rational surface via local suppression of electron-scale turbulence. Multi-channel Doppler backscattering (DBS) has revealed the radial structure of the ZF-induced shear layer and the E × B shearing rate, ωE×B, in both barrier types. During edge barrier formation, the shearing rate lags the turbulence envelope during the LCO by 90°, transitioning to anti-correlation (180°) when the equilibrium shear dominates the turbulence-driven flow shear due to the increasing edge pressure gradient. The time-dependent flow shear and the turbulence envelope are anti-correlated (180° out of phase) in the electron ITB. LCOs with time-reversed evolution dynamics (transitioning from an equilibrium-flow dominated to a ZF-dominated state) have also been observed during the H–L back-transition and are potentially of interest for controlled ramp-down of the plasma stored energy and pressure (normalized to the poloidal magnetic field) in ITER.
我々は、低周波で径方向にシアを持つ乱流乱流駆動フロー（ゾーナルフロー（ZF））が、極限周期振動（LCO）における周期的な乱流抑制を介して、L-Hモード遷移に先立つ周辺輸送障壁形成を引き起こすという直接的な証拠を提示する。これは捕食者–被食者ダイナミクスと整合的である。周辺局在モードのないHモードへの最終遷移は、イオン圧力分布の時間発展により平衡E × Bフローシアが増加した後に起こる。ZFはまた、電子スケール乱流の局所的な抑制を介して、q = 2有理面上での電子内部輸送障壁（ITB）の形成を開始することも観測されている。多チャンネルドップラー後方散乱（DBS）により、両方の障壁タイプにおけるZF誘起シア層とE × BシアレートωE×Bの動径構造が明らかにされた。周辺障壁形成中、シアレートはLCO中に乱流エンベロープより90°遅れ、周辺圧力勾配の増大により平衡シアが乱流駆動フローシアを支配すると、反相関（180°）へと遷移する。時間依存フローシアと乱流エンベロープは、電子ITBにおいて反相関（180°位相ずれ）である。時間反転した時間発展ダイナミクス（平衡フロー支配状態からZF支配状態への遷移）を持つLCOもH-L逆遷移中に観測されており、ITERにおけるプラズマ蓄積エネルギーと圧力（ポロイダル磁場で規格化）の制御されたランプダウンにとって潜在的な関心事である。