Global nonlinear simulations with heat modulation are carried out to understand the turbulent transport mechanism in toroidal plasmas. Rapid propagation of the heat modulation and a hysteresis in the gradient-flux relation are found in the turbulent simulation of drift-interchange modes. A global mode is excited nonlinearly, and the nonlinear couplings with Reynolds stress take a finite temporal duration for self-consistent redistribution of the energy. The mode also has a seesaw effect: increase of the amplitude of the global mode at one position affects the turbulence at the other radial position not by inducing the radial flux by itself, but by absorbing the energy from microscopic modes. Successive excitations of microscopic modes cause the accelerated propagation of the flux change like turbulence spreading after the onset of modulation. Owing to these non-diffusive processes, the hysteresis appears in the gradient-flux relation, which is compared with experiments.
トロイダルプラズマにおける乱流輸送機構を理解するために、熱変調を伴う大域的シミュレーションを実施した。ドリフト・インターチェンジモードの乱流シミュレーションにおいて、熱の高速伝播と勾配-フラックス関係におけるヒステリシスが観測された。大域的モードが非線形的に励起され、レイノルズ応力を伴う非線形結合は、エネルギーの自己無撞着な再分布に有限の時間を要する。このモードはシーソー効果も示す：ある位置における大域的モードの振幅増大は、他の動径位置での乱流に影響を及ぼすが、それは動径フラックスを直接誘起するのではなく、微視的モードからエネルギーを吸収することによる。微視的モードの連続的な励起は、変調開始後のフラックス変化の加速的伝播を引き起こし、これは乱流拡散と類似している。これらの非拡散的過程により、勾配-フラックス関係にヒステリシスが現れ、実験結果と比較される。