The formation of a poloidal shock structure is predicted in H-mode transport barriers, which must be taken into account for transport analyses to clarify the rapid formation mechanism of the H-mode pedestal. The analyses are carried out with edge plasmas in tokamak H-modes, which are induced either spontaneously or by electrode biasing. Two-dimensional structures of the potential, density and flow velocity are calculated with the momentum conservation equation. The validity of one-dimensional L/H transition theory and the iterative process to obtain the two-dimensional structure are confirmed by our analysis. A steep electric field structure both in the radial and poloidal directions induces radial ion fluxes, which increase in the H-mode transport barrier. If the Boltzmann relation is violated, radial electron fluxes are induced. A transport model is constructed, including generation of particle fluxes associated with the two-dimensional structure and reduction of anomalous transport by the steep gradient of the radial electric field. A self-consistent evolution of the density profile is calculated in the L/H transition, which clarifies that the generation of particle fluxes accelerates the density pedestal formation.
Hモード輸送障壁におけるポロイダル衝撃波構造の形成が予測され、これはHモードペデスタルの急速な形成機構を解明するための輸送解析において考慮されなければならない。解析は、自発的または電極バイアスによって誘起されるトカマクHモードの周辺プラズマを用いて行われる。ポテンシャル、密度、および流動速度の二次元構造は、運動量保存方程式を用いて計算される。一次元L/H遷移理論の妥当性と、二次元構造を得るための反復過程は、我々の解析によって確認される。径方向およびポロイダル方向の両方における急峻な電場構造は、径方向イオン束を誘起し、これはHモード輸送障壁内で増大する。ボルツマン関係が破れる場合、径方向電子束が誘起される。二次元構造に伴う粒子束の生成と、急峻な径方向電場勾配による異常輸送の低減を含む輸送モデルが構築される。L/H遷移における密度分布の自己無撞着な時間発展が計算され、これにより粒子束の生成が密度ペデスタル形成を加速することが明らかになる。