强湍流等离子体中的分数输运
等离子体物理
2017-09-13 v1
摘要
我们在被破碎为大量分布电流细丝的强湍流大规模环境中，对粒子的能量化进行了统计分析。湍流环境通过强扰动的、三维的、电阻MHD模拟生成，并从非线性演化中自然涌现，而未设置特定的重联几何。基于测试粒子模拟，我们估计了能量空间中的输运系数以用于经典的Fokker-Planck (FP) 方程，并且表明后者无法重现模拟结果。原因在于能量空间中的输运是高度反常（奇异）的，粒子进行Levy飞行，且能量分布展现出扩展的幂律尾。由此，我们提出使用并推导了分数输运方程（FTE）的具体形式，从模拟数据确定了其参数和分数导数的阶数，并表明FTE能够很好地重现模拟数据的高能部分。确定FTE参数的过程也清楚地表明，正是通过对模拟数据的分析才能决定经典的FP方程还是FTE方程是合适的。
引用
@article{arxiv.1707.01526,
title = {Fractional Transport in Strongly Turbulent Plasmas},
author = {Heinz Isliker and Loukas Vlahos and Dana Constantinescu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.01526},
year = {2017}
}
备注
in press at Physical Review Letters, 2017 (6 pages, 7 figures)