Nonlinear saturation mechanism of ion-temperature-gradient turbulence at finite normalized pressure is identified by analysis of the nonlinear entropy transfer in global gyrokinetic simulations of the turbulence. Turbulence at such finite normalized pressure is electromagnetic and often exhibits non-saturation due to a lack of zonal flows by the influence of magnetic fluctuations of the turbulence in local gyrokinetic simulations. The present study identifies a new saturation mechanism caused by global entropy transfer due to turbulent E × B flow convection in real space. The convection of the entropy associated with the turbulence in the radial direction produces global zonal flows at the both sides of the most active region of the turbulence to avoid the effect of the magnetic fluctuations, and then global zonal-flow excitation is not suppressed, leading to a steady state of the turbulence.
有限規格化圧力におけるイオン温度勾配乱流の非線形飽和機構を、大域的ジャイロ運動論シミュレーションにおける非線形エントロピー輸送の解析により同定した。このような有限規格化圧力での乱流は電磁的であり、しばしば、局所的ジャイロ運動論シミュレーションにおける乱流の磁気揺動の影響による帯状流の欠如のために非飽和を示す。本研究は、実空間における乱流的E × B流対流による大域的エントロピー輸送に起因する新たな飽和機構を同定する。径方向における乱流に伴うエントロピーの対流は、乱流の最も活発な領域の両側に大域的帯状流を生成し、磁気揺動の影響を回避する。その後、大域的帯状流の励起は抑制されず、乱流の定常状態が導かれる。