Three-dimensional computations of turbulence arising from the nonlinear collisional drift wave equations are carried out. The flux-surface-based coordinate system is aligned with the magnetic field, and the geometry is that of an actual model tokamak with arbitrary poloidal cross section. The physical periodicity constraint is rigorously respected. The results show that the dominant process arising from this system is the three-dimensional version of the collisional drift wave nonlinear instability, in which fluctuation free energy transfer among parallel wavelengths plays an enhanced role. Poloidal asymmetry in the fluctuations and associated transport are found to result primarily from the poloidal variation in the ion polarization drift and not the more traditional ballooning (magnetic curvature) effects. Magnetic curvature is found to be very important only in the case of reversed magnetic shear: with it, reversing the shear causes a drop in the thermal energy flux by a factor of three. The contrast with concurrent work on ballooning is suggested to result from the latter's neglect of the electron temperature dynamics. As in previous results of two-dimensional slab computations, the electron temperature gradient is the principal free energy source. The turbulence appears to be non-local over the radial range of the 4 cm covered by the computations; the non-locality is a form of weighted averaging of the free energy sources and sinks by the turbulence, and is sufficient to explain the rise in relative amplitude with increasing radius since the absolute amplitude is relatively constant. Initial tests with an isothermal ion pressure suggest that the ion dynamics could make up the quantitative difference between these results and the experimental observations, once the ion temperature is properly incorporated.
三次元の非線形衝突性ドリフト波方程式から生じる乱流の計算を実施した。磁束面に基づく座標系は磁場に沿って整列されており、幾何形状は任意のポロイダル断面を持つ実際のモデルトカマクのものである。物理的な周期性の制約は厳密に尊重される。結果は、この系から生じる支配的な過程が、衝突性ドリフト波の非線形不安定性の三次元版であり、そこでは平行方向の波長間でのゆらぎの自由エネルギーの輸送が増強された役割を果たすことを示している。ゆらぎとそれに伴う輸送におけるポロイダル方向の非対称性は、主としてイオン分極ドリフトのポロイダル方向の変化に起因し、より伝統的なバルーニング（磁気曲率）効果には起因しないことが見出された。磁気曲率は、反転磁気シアーの場合にのみ極めて重要であることが判明した。すなわち、反転磁気シアーを伴う場合、シアーを反転させると熱エネルギーフラックスが3分の1に減少する。バルーニングに関する並行研究との相違は、後者が電子温度のダイナミクスを無視していることに起因することが示唆される。二次元スラブ計算の従来の結果と同様に、電子温度勾配が主要な自由エネルギー源である。乱流は、計算でカバーされる4cmの半径範囲にわたって非局所的であるように見える。この非局所性は、乱流による自由エネルギー源とシンクの重み付き平均の一形態であり、絶対振幅が比較的一定であるにもかかわらず、半径の増加に伴う相対振幅の上昇を説明するのに十分である。等温イオン圧力を用いた初期テストは、イオン温度が適切に組み込まれれば、イオンのダイナミクスがこれらの結果と実験的観測との間の定量的な差を埋める可能性があることを示唆している。