The effect of island width on the multi-scale interactions between magnetic island (MI) and ion temperature gradient (ITG) turbulence has been investigated based on the global gyrokinetic approach. It is found that the coupling between the island and turbulence is enhanced when the MI width (w) becomes larger. A vortex flow that is highly sensitive to the width of the MI can be triggered, ultimately resulting in a potent shear flow and a consequent reduction in turbulent transport. The shearing rate induced by the vortex flow is minimum at the O-point while it is maximum at both of the two reconnection points of the island, i.e. the X-points, regardless of the island width. There exists a nonmonotonic relationship between zonal flow (ZF) amplitude and island width, showing that the ZF is partially suppressed by medium-sized MIs whereas enhanced in the case of large island. A larger MI can tremendously damage the ITG mode structure, resulting in higher turbulent transport at the X-point whereas a lower one at the O-point, respectively. Such phenomenon will be less distinct at very small island widths below w/a ∼ 8% ≈ 12 (a is the minor radius and the ion gyroradius), where it shows that turbulence near the X-point is hardly affected although it is still suppressed inside the island. Furthermore, the influence of different island sizes on turbulence transport level is also discussed.
磁気島(MI)とイオン温度勾配(ITG)乱流の間のマルチスケール相互作用に対する島幅の影響が、グローバルジャイロ運動論的アプローチに基づいて調べられた。MI幅(w)が大きくなると、島と乱流の間の結合が強まることが見出された。MIの幅に非常に敏感な渦流が誘起され得、最終的に強力なシア流と、その結果としての乱流輸送の低減をもたらす。渦流によって誘起されるシアリング率は、島幅によらず、O点で最小となる一方、島の2つの再結合点、すなわちX点の両方で最大となる。帯状流(ZF)振幅と島幅の間には非単調な関係が存在し、ZFは中程度の大きさのMIによって部分的に抑制される一方、大きなMIの場合には増強されることが示される。より大きなMIはITGモード構造を著しく破壊し得、その結果、X点ではより高い乱流輸送を、O点ではより低い乱流輸送をそれぞれもたらす。このような現象は、w/a ∼ 8% ≈ 12（a は小半径、 はイオンジャイロ半径）以下の非常に小さな島幅ではあまり明確ではなく、そこでは、島内部では依然として乱流が抑制されるものの、X点近傍の乱流はほとんど影響を受けないことが示される。さらに、異なる島サイズが乱流輸送レベルに与える影響も考察されている。