扩展磁流体动力学湍流及其在太阳风中的应用

扩展磁流体动力学是一种单流体模型，它包含了电子惯性和霍尔漂移等双流体效应。该模型用于构造完全非线性的阿尔文波解，从而借助基于该模型的能量和广义螺旋度的恒定级联率的类柯尔莫哥洛夫假设，推导出动能谱和磁能谱。磁能谱和动能谱分别在理想 $\left(k < 1/\lambda_i\right)$、霍尔 $\left(1/\lambda_i < k < 1/\lambda_e \right)$ 和电子惯性 $\left(k > 1/\lambda_e\right)$ 区间推导出；其中 $k$ 为波数，$\lambda_s = c/\omega_{p s}$ 为物种 `$s$' 的趋肤深度。在霍尔区间，结果表明涌现的结果与先前的数值和分析研究完全一致，尤其是在太阳风的背景下。重点主要放在电子惯性区间，在该区间总是能得到幂律指数分别为 $-11/3$ 和 $-13/3$ 的磁能谱。尤其是后者，与太阳风近期观测证据中该区间约 $-4$ 的潜在斜率相当接近。因此，这些谱可能构成（扩展）惯性区间的一部分，而非标准的‘耗散’区间范式，这是合理的。