由剪切不可压缩流形成的电流片中撕裂不稳定性发展
等离子体物理
2018-03-02 v2 太阳与恒星天体物理
空间物理
摘要
高 Lundquist 数等离子体中的 Sweet-Parker 电流片对撕裂不稳定,这表明它们在物理系统中不会形成。因此,理解磁重联需要研究电流片在形成过程中的稳定性。电流片可因亚阿尔文速的剪切不可压缩流使片变窄而形成。标准撕裂理论(Furth 等人 1963;Coppi 等人 1976;Rutherford 1973)不能直接适用于此类形成中的电流片,原因有二:其一,流动引入了标准计算中不存在的项;其二,变化中的平衡使标准计算中恒定的项具有了时间依赖性,使本征值问题的表述复杂化。本文调整标准撕裂模分析以应对这些挑战。在任意扰动主要受理想 MHD 支配的初始阶段,坐标变换揭示流动压缩并拉伸扰动。多尺度表述描述了线性撕裂模理论(Furth 等人 1963;Coppi 等人 1976)如何应用于在流动下变化的平衡,表明流动仅通过使标准标度具有时间依赖性而隐式地影响可分离的指数增长。在非线性 Rutherford 阶段,坐标变换表明标准理论可通过在定常速率上增加时间依赖性以及一项由增强的平衡磁场引起的附加项来适配。总体而言,该理解支持对形成中电流片的撕裂研究采用略作修正的无流动标度。
引用
@article{arxiv.1711.09042,
title = {Development of Tearing Instability in a Current Sheet Forming by Sheared Incompressible Flow},
author = {Elizabeth A. Tolman and Nuno F. Loureiro and Dmitri A. Uzdensky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.09042},
year = {2018}
}