Results are presented from non-linear gyrokinetic simulations of toroidal ion temperature gradient turbulence and transport. The ion thermal fluxes are found to have an offset linear dependence on the temperature gradient and are significantly lower than gyrofluid or IFS-PPPL model predictions. A new phenomenon of non-linear effective critical gradients larger than the linear instability threshold gradients is observed and is associated with undamped flux surface averaged shear flows. The non-linear gyrokinetic codes have passed extensive tests, including comparison against independent linear calculations, a series of non-linear convergence tests and a comparison between two independent non-linear gyrokinetic codes. The most realistic simulations to date used actual reconstructed equilibria from experiments and a model for dilution by impurity and beam ions. These simulations highlight the importance of both self-generated and external E × B flow shear as well as the need for still more physics to be included.
非線形ジャイロ運動論的シミュレーションによるトロイダルイオン温度勾配乱流と輸送の結果を示す。イオン熱流束は温度勾配に対してオフセット線形依存性を持つことが見いだされ、ジャイロ流体またはIFS-PPPLモデルの予測よりも著しく低い。線形不安定性閾値勾配よりも大きい非線形実効臨界勾配という新しい現象が観測され、これは減衰しない磁束面平均せん断流と関連している。非線形ジャイロ運動論コードは、独立した線形計算との比較、一連の非線形収束テスト、および2つの独立した非線形ジャイロ運動論コード間の比較を含む広範なテストに合格している。これまでで最も現実的なシミュレーションは、実験からの実際の再構成平衡と、不純物およびビームイオンによる希釈のモデルを使用した。これらのシミュレーションは、自己生成および外部のE × B流れのせん断の両方の重要性と、さらに多くの物理を含める必要性を強調している。