A strong nonlinear saturation mechanism of the reverse shear Alfvén eigenmode (RSAE) induced by thermal electrons is observed in gyrokinetic particle-in-cell simulation. This nonlinear effect occurs at moderate mode amplitude, , and is associated with the electron parallel streaming along the perturbed magnetic field lines, the term , in the electron drift-kinetic equation. In the case of an n = 4 RSAE, where n is the toroidal mode number, this magnetic fluttering nonlinearity leads to strong mode coupling and broadening of the saturation spectrum. The nonlinear components, which are highly damped through the interaction between thermal electrons and the parallel electric field, modifies the RSAE mode structure and suppresses energetic particle drive significantly. The split-weight scheme (Chen and Parker 2007 J. Comput. Phys.220 839–55) is used to simulate kinetic electrons.
反転シア・アルヴェン固有モード(RSAE)の熱電子によって誘起される強力な非線形飽和機構が、ジャイロ運動論的粒子インセル(PIC)シミュレーションにおいて観測された。この非線形効果は、中程度のモード振幅、 、で発生し、摂動磁力線に沿った電子の平行方向のストリーミング、すなわち電子ドリフト運動論方程式における項、 、と関連している。n=4 RSAE(ここで n はトロイダルモード数)の場合、この磁気フラッタリング非線形性は強いモード結合と飽和スペクトルのブロードニングを引き起こす。熱電子と平行電場との相互作用を通じて強く減衰される非線形成分は、RSAEのモード構造を変化させ、高エネルギー粒子駆動を有意に抑制する。運動論的電子のシミュレーションには、分割重み(スプリットウェイト)法(Chen and Parker 2007 J. Comput. Phys.220 839–55)が用いられている。