L-H transition features are reproduced using three-dimensional first-principles plasma edge turbulence simulations. A transport barrier is observed to form spontaneously above a threshold of the input power. The physical mechanism relies on the coupling between the equilibrium pressure gradient and the poloidal flow, through both the radial force balance and the neoclassical friction. Accounting for the actual radial profile and time evolution of the latter is key to the barrier formation. It is found that neoclassical friction acts as an energy source for the flow, which largely overcomes the sink due to the turbulent Reynolds stress during the whole barrier lifetime. Importantly, experimentally reported dynamical features are recovered during the formation and lifetime of the barrier. This includes dithering of the radial electric field, which is reminiscent of experimentally observed limit-cycle oscillations and quasi-periodic relaxation oscillations showing similarities with type-III ELMs. These rich dynamics emerge from interplay between turbulence, turbulence-driven flows and the equilibrium flow governed by force balance.
L-H遷移の特徴は、三次元第一原理プラズマ端乱流シミュレーションを用いて再現される。入力パワーの閾値以上で、輸送障壁が自発的に形成されることが観測される。その物理機構は、平衡圧力勾配とポロイダル流の間の結合に依存しており、動径力平衡と新古典論的摩擦の両方を介して作用する。後者の実際の動径分布と時間発展を考慮することが、障壁形成の鍵となる。新古典論的摩擦は流れに対するエネルギー源として機能し、障壁の全寿命期間を通じて、乱流レイノルズ応力による散逸を大幅に上回ることが見出された。重要なことに、障壁の形成および存続期間中に、実験的に報告された動的現象が再現される。これには、動径電場の振動（ディザリング）が含まれ、これは実験で観測される極限周期振動および準周期的緩和振動（タイプIII ELMに類似）を想起させる。これらの豊かな動的挙動は、乱流、乱流駆動流、および力平衡によって支配される平衡流の間の相互作用から生じる。