The structure and properties of a centrifugal flute mode driven by E × B rotation of a plasma column have been studied experimentally and theoretically. This mode appears as a single mode (m = 1, k = 0). The bispectral analysis of the mode clearly indicates strong three-wave coupling in the narrow spectral width of the mode. The amplitudes of the individual frequencies across the plasma cross section are also tracked, giving the radial structure of different frequency amplitudes. Frequencies with self-similar radial structures are grouped together to belong to the same radial harmonic. Clearly, these radial harmonics contribute to the spectral width. These observations suggest that the nonlinear mode coupling between these radial harmonics is the saturation mechanism, as well as the underlying cause of anomalous transport. Prompted by the above observations a three-wave nonlinear coupling model using radial harmonics has been formulated. A proper treatment of two-dimensional (azimuthal and radial) nature of the polarization drift nonlinearity and the inclusion of damped radial harmonics to insure a steady-state have been done. The analysis reveals the generation of damped higher-order radial harmonics by the unstable fundamental radial harmonic, which is the saturation mechanism. The resulting root mean square fluctuation and levels of higher harmonic generation are in fair agreement with the experimental observations.
遠心フルートモードの構造と特性を、E×B回転によって駆動されるプラズマにおいて実験的および理論的に研究した。このモードは単一モード（m = 1、k = 0）として現れる。モードのバイスペクトル解析は、モードの狭いスペクトル幅内での強い三波結合を明確に示している。プラズマ断面全体にわたる個々の周波数成分の振幅も追跡され、異なる周波数の動径構造が明らかにされた。自己相似的な動径構造を持つ周波数はグループ化され、同じ動径高調波に属するものとして分類される。明確に、これらの動径高調波がスペクトル幅に寄与している。これらの観測は、動径高調波間の非線形三波結合が飽和機構であり、異常輸送の根本原因であることを示唆している。これらの観測に基づき、動径高調波を用いた三波非線形結合モデルが定式化された。分極ドリフト非線形性の二次元（方位角および動径）的性質を適切に扱い、定常状態を保証するために減衰する動径高調波を含めることで、解析が行われた。この解析により、不安定な基本動径高調波が減衰する高次の動径高調波を生成し、これが飽和機構として機能することが明らかにされた。結果として得られる二乗平均平方根変動レベルおよび高次高調波の生成レベルは、実験観測と良好な一致を示している。