被动示踪剂的扩散与弥散：Navier-Stokes 与 MHD 湍流

基于高分辨率直接数值模拟，对均匀、宏观各向同性的Navier-Stokes（NS）和非螺旋磁流体动力学（MHD）湍流中的湍流扩散和双粒子弥散进行了比较。在双粒子弥散特性中观察到MHD和NS系统之间的显著差异，特别是与NS情况相比，MHD湍流中分离速度的强烈降低。结果表明，在MHD湍流中，由于相对拉格朗日示踪剂速度与局部磁场对齐，平均双粒子弥散在$\tau_\mathrm{d}\lesssim t\lesssim 10 \tau_\mathrm{d}$（$\tau_\mathrm{d}$为Kolmogorov时间）内减慢。在NS和MHD湍流中，未检测到湍流单粒子扩散的显著差异。发现最小耗散结构附近的流体粒子轨迹具有特征性差异，尽管这些相对罕见的事件对本工作中研究的统计量影响可忽略不计。