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阿尔芬波与理想二维伽辽金截断磁流体动力学

混沌动力学 2015-05-20 v1

摘要

我们对具有有限模数(高达 409624096^2)的二维欧拉和理想磁流体动力学(MHD)流动的动力学进行了数值研究,其中截断保留了若干二次不变量且统计平衡已知。初始条件为 Orszag-Tang 涡旋,带有一个以大尺度速度场中的驻点为中心的中性 X 点。在 MHD 中,我们观察到中间时间和中间尺度上的总能量谱对应于涡旋与波的相互作用,即 ET(k)k3/2E_T(k)\sim k^{-3/2}。此外,在二维情况下,无论是欧拉流动还是 MHD 流动均未观察到耗散区;在前者中,这可能与存在趋于零的湍流粘度有关,而在 MHD 中,可能是因为所采用的数值分辨率不足。当对流动施加均匀磁场时,我们观察到小尺度结构的形成未达到饱和,同时其平衡过程显著减慢,但在中间尺度上达到了与截断无关的部分热化。

关键词

引用

@article{arxiv.1101.1078,
  title  = {Alfv\'en waves and ideal two-dimensional Galerkin truncated magnetohydrodynamics},
  author = {Giorgio Krstulovic and Marc-Etienne Brachet and Annick Pouquet},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1101.1078},
  year   = {2015}
}