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高伦德奎斯特数极限下含湍流的快速磁重联

太阳与恒星天体物理 2022-04-06 v1

摘要

我们使用大规模三维电阻磁流体(MHD)模拟,研究在高伦德奎斯特数 SS 极限(高于 104\sim 10^4)下,当系统受到不同外驱湍流水平以及三维重联动力学产生的自生湍流作用时,大尺度电流片如何发生快速重联。我们发现归一化全局重联率 0.010.13\sim 0.01 - 0.13,对 SS 弱依赖。我们观察到具有经典入流/出流构型的全局重联,并且三维磁绳呈层级式形成并从重联区喷出。重联磁力线的统计分离遵循超扩散行为,由此测得的速率与示踪粒子群体混合所得速率非常接近。我们发现重联率在重联峰值时大致随湍流水平线性缩放。这一缩放关系与由外驱和自生过程所产生的湍流特性一致。这些结果表明,大尺度薄电流片倾向于发生剧烈的重联。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.06253,
  title  = {Fast Magnetic Reconnection with Turbulence in High Lundquist Number Limit},
  author = {Yang Liping and Li Hui and Guo Fan and Li Xiaocan and Li Shengtai and He jiansen and Zhang Lei and Feng Xueshang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.06253},
  year   = {2022}
}

备注

Accepted By ApJL