The impact of sheared flow on multiscale turbulence is studied with nonlinear gyrokinetic simulations. Simulations are based on DIII-D-like, high-confinement mode (H-mode) pedestal parameters in the regime of low ion temperature gradient drive, where there is a broad spectrum of electron temperature gradient (ETG)-driven turbulence. It is found that shear can have a significant effect on ETG-driven electron transport, with an unexpected transition from a turbulence stabilization regime at moderate to large shearing rates γE to a novel turbulence destabilization regime at low levels of γE. In the turbulence stabilization regime, the electron energy flux decreases monotonically with γE, even when γE is small compared to electron mode growth rates. The stabilizing effect comes dominantly from the electron, not ion, gyrokinetic equation. In the novel destabilization regime, reduction of zonal energy results from the interaction of γE-modulated nonlinear drive in the zonal ion gyrokinetic equation, increasing the electron transport over a broad range of shearing rates. Neither of these effects have been observed in previous electron-scale simulations.
せん断流がマルチスケール乱流に及ぼす影響を、非線形ジャイロ運動論シミュレーションを用いて調べた。シミミュレーションは、低いイオン温度勾配駆動の領域におけるDIII-D類似の高閉じ込めモード(Hモード)ペデスタルパラメータに基づいており、そこでは電子温度勾配(ETG)駆動乱流の広いスペクトルが存在する。せん断がETG駆動の電子輸送に有意な影響を与え得ることが見出された。中程度から大きなせん断速度γEでの乱流安定化領域から、低いγEレベルでの新規な乱流不安定化領域への予期しない遷移を伴う。乱流安定化領域では、γEが電子モード成長率と比較して小さい場合でも、電子エネルギー束はγEとともに単調に減少する。この安定化効果は、イオンではなく電子のジャイロ運動論方程式から主にもたらされる。新規な不安定化領域では、帯状イオンジャイロ運動論方程式におけるγE変調非線形駆動の相互作用により帯状エネルギーが減少し、広範囲のせん断速度にわたって電子輸送が増加する。これらかの効果はいずれも、これまでの電子スケールシミュレーションでは観測されていない。