磁流体力学场中带电测试粒子的能量增益：波动与湍流图像
等离子体物理
2023-07-17 v1
摘要
为了研究波模与相干结构之间的关系及其对测试粒子能量增益的影响，我们进行了三维可压缩MHD湍流的 direct numerical simulations（直接数值模拟）。此外，严格讨论了该粒子能量增益的主要机制这一问题。特别地，在相同的初始条件下，我们分析了湍流状态的非线性与线性演化以及相位随机化的情况。然后，通过对粒子动能时间演化和优先集中的研究，比较了线性与非线性模拟的行为。同时，利用时空谱识别波模的存在，并量化了线性与非线性模拟中MHD模周围能量的比例。最后，详细研究了外部强迫关联时间的变化及其对粒子能量增益（和聚集）与波模存在的影响。更具体地说，当线性能量比例增加时，粒子能量增益趋于减小，这支持了如下观点：由结构引起的能量增益是粒子能量增益的主导机制，而非如费米能量增益理论所暗示的与波模共振。
引用
@article{arxiv.2307.07065,
title = {Energization of charged test particles in magnetohydrodynamic fields: waves vs turbulence picture},
author = {F. Pugliese and M. Brodiano and N. Andrés and P. Dmitruk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.07065},
year = {2023}
}