中文

电子-only无碰撞磁重联中的对流热通量闭合

等离子体物理 2026-07-08 v1
作者: Madox C. McGrae-Menge , Jacob R. Pierce , Maria Almanza , Alexander Velberg , Nathaniel Barbour , William D. Dorland , Nuno F. Loureiro , Frederico Fiuza , E. Paulo Alves
在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗

摘要

在电子-only无碰撞磁重联(MR)中,这一在湍流空间等离子体中日益重要的机制中,电子发展出强非麦克斯韦分布,使得基于近局域热力学平衡假设的传统流体闭合失效。利用粒子网格(PIC)模拟,我们确定了电子热通量的物理起源:来自电流片两侧的电子子群之间的对流,每个子群近似绝热。这一见解产生了一种新的流体闭合,我们在流体模拟中使用两个在电流片两侧初始化的绝热电子流体来实现。流体模拟在简化的流体描述中捕捉到了PIC中观察到的热通量、重联电流密度、热压力和体流,而传统的单电子流体模型根本无法再现这些。该闭合在低βReconn.\beta_{\text{Reconn.}}和BGuide/BReconn.B_{\text{Guide}}/B_{\text{Reconn.}}条件下最为准确,这些条件与地球磁尾相关,在此条件下,它确立了对流作为电子-only无碰撞MR中热通量的物理起源,并实现了其计算高效的流体建模。

关键词

无碰撞磁重联 电子-only重联 热通量闭合 对流 粒子网格模拟 流体模拟 湍流空间等离子体

引用

@article{arxiv.2607.07106,
  title  = {Counter-streaming heat-flux closure for electron-only collisionless magnetic reconnection},
  author = {Madox C. McGrae-Menge and Jacob R. Pierce and Maria Almanza and Alexander Velberg and Nathaniel Barbour and William D. Dorland and Nuno F. Loureiro and Frederico Fiuza and E. Paulo Alves},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.07106},
  year   = {2026}
}