We present a comparative study of transport in two optimized stellarator configurations: Wendelstein 7-X (W7-X) and a recent design called quasi-symmetric turbulence konzept (QSTK). Using global gyrokinetic toroidal code, we explore the role of zonal flows (ZFs) in suppressing electrostatic ion temperature gradient (ITG) driven turbulence in both configurations. The simulations reveal that ZFs significantly reduce ion heat transport in both W7-X and QSTK, with a lower value of heat flux on the latter configuration, as suggested by the apparently higher linear threshold (‘critical’) gradients for ITG modes. The study also highlights that both stellarators exhibit similar mode structures. The results support the notion that linear stability measures, in combination with nonlinear stabilization by ZFs, can play an important role in the suppression of nonlinear heat fluxes.
我々は、二つの最適化されたステラレーター配位、すなわちWendelstein 7-X (W7-X) と、準対称乱流コンセプト (QSTK) と呼ばれる最近の設計における輸送の比較研究を提示する。全球ジャイロ運動論的トロイダルコードを用いて、両配位において静電的イオン温度勾配 (ITG) 駆動乱流を抑制する際の帯状流 (ZFs) の役割を探る。シミュレーションにより、ZFs が W7-X と QSTK の両方でイオン熱輸送を有意に低減し、後者の配位では熱流束の値がより低いことが明らかになる。これは、ITG モードの線形閾値（「臨界」）勾配が明らかに高いことから示唆される。この研究はまた、両ステラレーターが類似のモード構造を示すことを強調する。結果は、線形安定性の指標が、ZFs による非線形安定化と組み合わせることで、非線形熱流束の抑制において重要な役割を果たし得るという考えを支持する。