星际介质中的可压缩湍流：来自高分辨率超声速湍流模拟的新见解

超声速湍流在星际介质（ISM）结构形成中的作用仍是一个未决问题。此处，利用一条可压缩等温流体湍流的新精确律研究该问题，该定律涉及物理空间中的两点关联。新定律具有紧凑表达式，包含一个让人联想到不可压情形的单一通量项，以及一个表达式简单的源项，其符号由速度散度给出。然后将该定律用于研究由网格分辨率 $10,048^3$ 点的大规模数值模拟所产生的积分马赫数 $4$ 此类湍流的性质。发现通量项（ resp. 源项）对总能量级联率贡献为正（resp. 负），这被解释为受压缩放大的正向级联，而二者之和在惯性区内为常数。使用（空间）局部分析表明，源主要由丝状结构驱动，而其中通量可忽略。采用正定关联揭示了由声速尺度分隔的不同湍流态的存在，该尺度决定了不可忽略源修改通量标度的范围。我们的研究为超声速星际湍流的动力学与结构提供了新见解。