Flux-driven global gyrokinetic codes are now mature enough to make predictions in terms of turbulence and transport in tokamak plasmas. Some of the recent breakthroughs of three such codes, namely GYSELA, ORB5 and XGC1, are reported and compared wherever appropriate. In all three codes, turbulent transport appears to be mediated by avalanche-like events, for a broad range of ρ* = ρi/a values, ratio of the gyro-radius over the minor radius. Still, the radial correlation length scales with ρi, leading to the gyro-Bohm scaling of the effective transport coefficient below ρ* ≈ 1/300. The possible explanation could be due to the fact that avalanches remain meso-scale due to the interaction with zonal flows, whose characteristic radial wavelength appears to be almost independent of the system size. As a result of the radial corrugation of the turbulence driven zonal and mean flows, the shear of the radial electric field can be significantly underestimated if poloidal rotation is assumed to be governed by the neoclassical theory, especially at low collisionality. Indeed, the turbulence contribution to the poloidal rotation increases when collisionality decreases. Finally, the numerical verification of toroidal momentum balance shows that both neoclassical and turbulent contributions to the Reynolds' stress tensor play the dominant role. The phase space analysis further reveals that barely passing supra-thermal particles mostly contribute to the toroidal flow generation, consistently with quasi-linear predictions.
フラックス駆動型の大域的ジャイロ運動論コードは、現在ではトカマクにおける乱流と輸送の予測を行うのに十分成熟している。そのような3つのコード、すなわちGYSELA、ORB5、XGC1の最近の進展の一部を報告し、適切な箇所で比較する。3つのコードすべてにおいて、乱流輸送は、ρ* = ρi/a(ジャイロ半径と小半径の比)の広い範囲にわたって、アバランシェ的イベントによって媒介されているように見える。さらに、動径方向の相関長はρiに比例してスケールし、ρ* ≈ 1/300以下では有効輸送係数のジャイロボームスケーリングをもたらす。その可能な説明は、アバランシェが帯状流との相互作用によりメソスケールに留まるという事実によるものであり、帯状流の特性動径波長は系のサイズにほぼ依存しないように見える。乱流駆動の帯状流と平均流の動径方向の起伏の結果として、ポロイダル回転が新古典理論に従うと仮定すると、径電場のシアは、特に低衝突頻度において、著しく過小評価され得る。実際、ポロイダル回転への乱流の寄与は、衝突頻度が低下するにつれて増大する。最後に、トロイダル運動量バランスの数値的検証により、レイノルズ応力テンソルへの新古典的寄与と乱流的寄与の両方が支配的な役割を果たすことが示される。さらに、位相空間解析により、わずかに捕捉された超熱粒子がトロイダル流生成に主に寄与することが明らかになり、これは準線形予測と整合する。