Geodesic acoustic modes (GAMs) can be excited by mode coupling to primary modes such as the drift waves and ion temperature gradient modes in tokamak plasmas. Recent global numerical simulations of ion temperature gradient modes show excitation of GAMs and indicate that the radial wave-number of the excited GAMs scales inversely as the ion Larmor radius. Also the modes are excited dominantly in the edge region of the device. Furthermore there is a nonlinear downshift of the GAM frequency compared with the predicted linear mode frequency. The mode-coupling analysis presented in this paper provides an explanation of the scaling of the radial wave-number, the preferential excitation of GAMs in the outer half of the plasma and the nonlinear downshift of the frequency of GAMs.
測地音響モード（GAM）は、トカマクプラズマにおいて、ドリフト波やイオン温度勾配モードなどの主要モードとのモード結合によって励起され得る。イオン温度勾配モードの最近の大域的シミュレーションは、GAMの励起を示し、励起されたGAMの径方向波数がイオンラーマー半径に反比例することを示している。また、これらのモードは装置の周辺領域で支配的に励起される。さらに、線形理論から予測される周波数と比較して、GAM周波数の非線形下方シフトが存在する。本論文で提示するモード結合解析は、径方向波数のスケーリング、プラズマ外側領域におけるGAMの優先的励起、およびGAM周波数の非線形下方シフトの説明を提供する。