低磁普朗特数和高磁普朗特数下的方位角磁旋转不稳定性
流体动力学
2017-11-21 v1
摘要
磁旋转不稳定性（MRI）被认为是流体动力学稳定的准开普勒流（例如主导吸积盘流的那些流动）中最强大的湍流源之一。尽管施加外部磁场后这些流动的线性稳定性已被研究数十年，但该不稳定性对吸积盘吸积所必需的向外角动量输运的影响仍不十分清楚。在这项工作中，我们使用泰勒-库埃特流和施加的方位角磁场，通过线性和非线性两种方法来模拟开普勒旋转。我们通过线性分析和直接数值模拟（DNS），针对磁普朗特数 Pm=1.4·10⁻⁶ 和 Pm=1 两种情况，给出了不稳定性随哈特曼数和雷诺数的标度关系。在不稳定性域内，不同轴向波数的模式占主导，导致出现不稳定性子域，且每个 Pm 的子域表现不同。DNS 显示，在 Pm=1 且接近不稳定性起始时，会出现单频和双频的时空振荡结构，并且与 Pm=1.4·10⁻⁶ 相比，Pm=1 时的角动量输运显著增强。
引用
@article{arxiv.1611.07296,
title = {Azimuthal Magnetorotational Instability at low and high magnetic Prandtl numbers},
author = {A. Guseva and R. Hollerbach and A. P. Willis and M. Avila},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.07296},
year = {2017}
}