The effects of plasma elongation on trapped electron mode (TEM) driven turbulence and transport are investigated with detailed analyses of fluctuation, zonal flow and zonal pressure. For the study, global nonlinear TEM simulations with different elongations () are performed by employing a bounce-averaged gyrokinetic code gKPSP. From the simulations, -scalings of the electron heat conductivity (), ion heat conductivity (), and particle diffusivity () are found as , and , respectively. Higher plasma elongation is found to enhance zonal flows and their shearing rate at short radial scales, which in turn reduce the radial correlation length of turbulence and limit avalanche-like large scale transport events. Radial corrugations of density and temperature profiles also emerge due to quasi-stationary zonal flows at short spatial scales. In addition, it is found that the Doppler shift caused by the quasi-stationary zonal flows can modify the phase velocity of fluctuation in the laboratory frame and result in turbulence spectra consisting of components propagating in both electron and ion diamagnetic directions, while the transport is mainly governed by TEM.
プラズマ伸長度が捕捉電子モード(TEM)駆動乱流と輸送に及ぼす影響を、揺動、帯状流、帯状圧力の詳細な解析により調べた。この研究では、異なる伸長度()を持つ全球非線形TEMシミュレーションを、バウンス平均ジャイロ運動論コードgKPSPを用いて実行した。シミュレーションから、電子熱伝導率()、イオン熱伝導率()、粒子拡散係数()の-スケーリングは、それぞれ , および , として見出された。より高いプラズマ伸長度は、短い動径スケールでの帯状流とそのせん断速度を強化し、それによって乱流の動径相関長を減少させ、雪崩状の大規模輸送イベントを制限することが分かった。また、短い空間スケールでの準定常帯状流により、密度および温度分布の動径方向のコルゲーションも現れる。さらに、準定常帯状流によって引き起こされるドップラーシフトが、実験室系での揺動の位相速度を変化させ、電子およびイオンの反磁性方向の両方に伝播する成分からなる乱流スペクトルをもたらす一方、輸送は主にTEMによって支配されることが分かった。