In this work, we propose a reduced model with a dynamical critical gradient to study the formation, propagation, and conversion of the transport barriers. In contrast to the commonly adopted static critical gradient, an evolving critical gradient self-consistently softens the profile stiffness, so as to facilitate the generation of transport barriers. This is especially crucial to the internal transport barrier (ITB) formation. Numerically, we show that the inhomogeneity of turbulent and neoclassical diffusivities can induce the global wave front propagation of the transport barrier. When the heating power ramps quickly, the ITB propagates unidirectionally to the edge region and converts into an edge transport barrier. For slow power ramping, the propagating ITB will bifurcate into bidirectional wavefronts and finally convert into a steady double transport barrier state. Our model uncovers the vital role of a dynamical 'profile-stiffness' in depicting the global dynamics of the transport barrier.
本研究では、輸送障壁の形成、伝播、および変換を研究するために、動的な臨界勾配を持つ縮約モデルを提案する。一般的に採用される静的な臨界勾配とは対照的に、発展する臨界勾配はプロファイル剛性を自己無撞着的に軟化させ、それによって輸送障壁の生成を促進する。これは特に内部輸送障壁（ITB）の形成に極めて重要である。数値的に、我々は乱流および新古典拡散係数の不均一性が輸送障壁の大域的波面伝播を誘起し得ることを示す。加熱パワーが急速にランプアップすると、ITBは一方向にエッジ領域へ伝播し、エッジ輸送障壁に変換される。遅いパワーランプの場合、伝播するITBは双方向の波面に分岐し、最終的に定常的な二重輸送障壁状態に変換される。我々のモデルは、輸送障壁の大域的動力学を記述する上で、動的な「プロファイル剛性」の重要な役割を明らかにする。