The so-called Reynolds stress may give a measure of the self-consistent flow generation in turbulent fluids and plasmas by the small-scale turbulent fluctuations. A measurement of the Reynolds stress can thus help to predict flows, e.g. shear flows in plasmas. This may assist the understanding of improved confinement scenarios such as H-mode confinement regimes. However, the determination of the Reynolds stress requires measurements of the plasma potential, a task that is difficult in general and nearly impossible in hot plasmas in large devices.In this work we investigate an alternative method, based on density measurements, to estimate the Reynolds stress, and demonstrate the validity range of this quantity, which we term the pseudo-Reynolds stress. The advantage of such a quantity is that accurate measurements of density fluctuations are much easier to obtain experimentally. Prior to the treatment of the pseudo-Reynolds stress, we present analytical and numerical results which demonstrate that the Reynolds stress in a plasma, indeed, generates a poloidal shear flow. The numerical simulations are performed both in a drift wave turbulence regime and a resistive interchange turbulence regime. Finally, the implications of misaligned probe arrays on the determination of Reynolds stresses are investigated, and alignment is found to be important but not severe.
いわゆるレイノルズ応力は、小スケールの乱流揺らぎによる乱流流体およびプラズマ中の自己無撞着な流れの生成の尺度を与え得る。したがって、レイノルズ応力の測定は、例えばプラズマ中のせん断流のような流れの予測に役立ち得る。これは、Hモード閉じ込め体制などの改善された閉じ込めシナリオの理解を助ける可能性がある。しかしながら、レイノルズ応力の決定にはプラズマ電位の測定が必要であり、これは一般に困難であり、大型装置の高温プラズマではほぼ不可能である。本研究では、密度測定に基づくレイノルズ応力の推定という代替手法を検討し、擬似レイノルズ応力と称するこの量の有効性範囲を実証する。このような量の利点は、密度揺らぎの正確な測定が実験的にはるかに容易であることである。擬似レイノルズ応力の取り扱いに先立ち、プラズマ中のレイノルズ応力が実際にポロイダルせん断流を生成することを示す解析的および数値的結果を提示する。数値シミュレーションは、ドリフト波乱流体制と抵抗性交換不安定性乱流体制の両方で実施される。最後に、レイノルズ応力の決定に対するプローブアレイの位置ずれの影響を調査し、アライメントは重要であるが重大ではないことが見出される。