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Accès ouvert déclaré 2026 article

Limit-cycle oscillations in turbulence–zonal flow dynamics: Observations in toroidal gyrokinetic simulations and sparse regression modeling

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Rattachement africain : kr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

We investigate the dynamics of turbulence–zonal-flow interaction in toroidal ion-temperature-gradient (ITG) turbulence using global particle-in-cell gyrokinetic (GK) simulations. Under the conditions considered, we observe long-lasting, regular limit-cycle oscillations (LCOs) for different temperature gradients. Two factors are crucial for obtaining long-lasting and apparent oscillations: the narrow radial width of the turbulent region and the application of aggressive noise control. The former enables zonal flows to grow via modulational instability and interact locally with ITG modes, while the latter suppresses irregularity in the LCOs by reducing numerical particle noise. To assess whether these dynamics conform to the self-regulation framework, we adopt predator–prey-type equations for turbulence, zonal flow, and temperature gradient. The coefficients are identified from GK data using a regression method. The reduced model successfully reproduces the LCOs near the nonlinear threshold, thereby verifying the paradigm of zonal-flow regulation of turbulence in first-principles simulations. As the temperature gradient increases, however, we find the discrepancies between the model and GK simulations, implying modifications (or limitations) of the model equations in the strong-turbulence regime.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Limit-cycle oscillations in turbulence–zonal flow dynamics: Observations in toroidal gyrokinetic simulations and sparse regression modeling
Date Crossref
01/01/2026
Éditeur
AIP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Korea Institute of Fusion Energy pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

Korea Institute of Fusion Energy.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Magnetic confinement fusion researchOceanographic and Atmospheric ProcessesFluid Dynamics and Turbulent Flows

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