The mutual interactions of ion temperature gradient (ITG) driven modes, zonal flows and geodesic acoustic modes (GAM) in tokamak plasmas are investigated using a global nonlinear gyrokinetic formulation with totally unconstrained evolution of temperature gradient and profile. A series of numerical simulations with the same initial temperature and density profile specifications is performed using a sequence of ideal MHD equilibria differing only in the value of the total plasma current, in particular with identical magnetic shear profiles and shapes of magnetic surfaces. On top of a bursty or quasi-steady state behaviour the zonal flows oscillate at the GAM frequency. The amplitude of these oscillations increases with the value of the safety factor q, resulting in a less effective suppression of ITG turbulence by zonal flows at a lower plasma current. The turbulence-driven volume-averaged radial heat transport is found to scale inversely with the total plasma current.
トカマクプラズマにおけるイオン温度勾配(ITG)駆動モード、帯状流、および測地線音響モード(GAM)の相互相互作用を、温度勾配とプロファイルの完全に拘束されない大域的ジャイロ運動論的定式化を用いて調査する。同一の初期温度および密度プロファイル仕様を持つ一連の数値シミュレーションを、全プラズマ電流の値のみが異なる一連の理想MHD平衡を用いて実行する。バースト的または準定常的な挙動の上に、帯状流はGAM周波数で振動する。これらの振動の振幅は安全係数qの値とともに増大し、その結果、より低いプラズマ電流では帯状流によるITG乱流の抑制効果が低下する。乱流駆動による体積平均動径熱輸送は、全プラズマ電流に反比例することが見出される。