Multiscale interactions between the tearing mode (TM) and ion temperature gradient (ITG) turbulence are studied numerically using a self-consistent gyrofluid model in slab geometry. It is found that the multiscale system goes through five distinct phases and is then saturated in a dynamic quasi-steady state. During the nonlinear evolution, the macroscale TM and the microscale ITG turbulence can mutually destabilize each other. On the one hand, the fluctuation level of the turbulence is greatly raised when the magnetic island grows beyond a threshold. The contributions of different scale fluctuations to heat conductivity are calculated. Although the macroscale long wavelength TM plays a dominant role in inducing heat transport in comparison with micro turbulence, the secondary harmonics of the TM have a considerable effect on causing heat pinch. On the other hand, the island growth is significantly enhanced through increasing the ITG as the island width increases above a critical value or the island propagating velocity is reduced below a critical value. The underlying mechanisms of the mutual destabilizations are identified. In addition, the generation of zonal flows and the associated turbulent transport in the multiscale interaction process are analysed in detail.
スラブ形状におけるテアリングモード(TM)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を、自己無撞着なジャイロ流体モデルを用いて数値的に研究する。マルチスケールシステムは5つの明確な位相を経て、その後、動的な準定常状態で飽和することが見出された。非線形発展の間に、マクロスケールのTMとミクロスケールのITG乱流は互いに不安定化し得る。一方では、磁気島が閾値を超えて成長すると、乱流の変動レベルが大幅に上昇する。異なるスケールの変動の熱伝導率への寄与が計算される。マクロスケールの長波長TMはミクロ乱流と比較して熱輸送を誘起する上で支配的な役割を果たすが、TMの二次高調波は熱ピンチを引き起こす上でかなりの効果を持つ。他方では、島幅が臨界値を超えて増加するか、島の伝播速度が臨界値を下回って減少すると、ITGの増大を通じて島の成長が有意に促進される。相互不安定化の基礎となるメカニズムが特定される。さらに、マルチスケール相互作用過程における帯状流の生成とそれに伴う乱流輸送が詳細に解析される。