Micro-turbulence and macro-magnetohydrodynamic (macro-MHD) instabilities can appear in plasma at the same time and interact with each other in a plasma confinement. The multi-scale-nonlinear interaction among micro-turbulence, double tearing instability and zonal flow is investigated by numerically solving a reduced set of two-fluid equations. It is found that the double tearing instability, which is a macro-MHD instability, appears in an equilibrium formed by a balance between micro-turbulence and zonal flow when the double tearing mode is unstable. The roles of the nonlinear and linear terms of the equations in driving the zonal flow and coherent convective cell flow of the double tearing mode are examined. The Reynolds stress drives zonal flow and coherent convective cell flow, while the ion diamagnetic term and Maxwell stress oppose the Reynolds stress drive. When the double tearing mode grows, linear terms in the equations are dominant and they effectively release the free energy of the equilibrium current gradient.
微小乱流とマクロ電磁流体力学（マクロMHD）不安定性は、プラズマ閉じ込めにおいて同時に現れ、互いに相互作用し得る。微小乱流、二重テアリング不安定性、および帯状流の間のマルチスケール非線形相互作用を、簡約化された二流体方程式の数値計算により調べた。二重テアリングモードが不安定な場合、微小乱流と帯状流の釣り合いによって形成される平衡状態に、マクロMHD不安定性である二重テアリング不安定性が現れることが見出された。帯状流と二重テアリングモードのコヒーレント対流セル流を駆動する際の、方程式の非線形項と線形項の役割を調べた。レイノルズ応力は帯状流とコヒーレント対流セル流を駆動する一方、イオン反磁性項とマクスウェル応力はレイノルズ応力の駆動に拮抗する。二重テアリングモードが成長するとき、方程式の線形項が支配的となり、それらは平衡電流勾配の自由エネルギーを効果的に解放する。