高马赫数、强磁场MHD湍流的稳定精确自适应网格细化方法：分辨率与细化研究
天体物理仪器与方法
2015-06-03 v1 计算物理
流体动力学
摘要
对具有高热马赫数和强初始磁场的驱动磁流体动力学湍流进行稳定、长时间的模拟，对高阶Godunov理想MHD格式构成挑战，因为难以保证密度和压力的正值性。我们实现了一套稳健的重构格式、黎曼求解器、限制器以及约束传输电动势平均方案的组合，能够应对这一挑战，并利用该策略开发了ORION2代码的一个新的自适应网格细化磁流体动力学模块。我们研究了自适应网格细化对初始条件为热马赫数10、等离子体β₀=0.1的湍流理想MHD系统若干统计特性的影响；我们的代码在更高马赫数（均方根马赫数=17.3）和更小等离子体β（β₀=0.0067）的模拟中也被证明是稳定的。结果表明，湍流模拟的质量通常与体积平均细化程度相关。我们的自适应网格细化模拟显示，超声速MHD湍流的湍流耗散系数约为0.5，与均匀网格模拟结果一致。
引用
@article{arxiv.1111.2784,
title = {A Stable, Accurate Methodology for High Mach Number, Strong Magnetic Field MHD Turbulence with Adaptive Mesh Refinement: Resolution and Refinement Studies},
author = {Pak Shing Li and Daniel F. Martin and Richard I. Klein and Christopher F. McKee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.2784},
year = {2015}
}
备注
22 pages, 13 figures, accepted by ApJ