The evolution of multi-scale plasma turbulence including resistive MHD and micro-instabilities is studied based on a 5-field slab gyrofluid simulation aiming to understand complex nonlinear interactions and turbulent transport. It is observed that the spatial structure of the mixed-scale electromagnetic turbulence is characterized by a power-law scaling spectrum typical of MHD perturbations, but the spectral amplitude is enhanced by the micro-instability at all scales. A robust oscillatory zonal flow (ZF) with finite frequency is created in slab geometry for the first time due to the multi-scale interaction so that the ion heat transport is not efficiently suppressed. It is identified that the finite frequency ZF results from a net oscillatory electromagnetic torque, which is sustained by micro-instability through multi-scale nonlinear interaction.
抵抗性MHDおよび微視的不安定性を含む多スケールプラズマ乱流の進化を、複雑な非線形相互作用と乱流輸送の理解を目的とした5場スラブ・ジャイロ流体シミュレーションに基づいて研究した。混合スケールの電磁乱流の空間構造は、MHD擾乱に典型的なベキ則スペクトルによって特徴づけられるが、スペクトル振幅は全スケールにわたって微視的不安定性によって増強されることが観測された。有限周波数を持つ堅牢な帯状流が、多スケール相互作用によりスラブ形状において初めて生成され、その結果イオン熱輸送は効率的に抑制されない。有限周波数帯状流は、微視的不安定性によって多スケール非線形相互作用を通じて維持される正味の振動電磁トルクに起因することが特定された。