无各向同性假设的湍流空间等离子体能量传递

能量级联在湍流空间等离子体中常被引用以估计能量耗散率。支配湍流各向同性范围内第三序结构函数行为的规律，即所谓的第三序规律，是少数几个量化跨尺度能量传递的严格理论结果之一。广泛使用的第三序规律推导速率假设各向同性，这与空间等离子体的各向异性本质根本冲突。关于如何使用多航天器构型量化此类各向异性能量级联的基本问题仍存疑问。随着天文社区日益推进向多航天器、多尺度构型，例如Plasma Observatory和HelioSwarm，的发展，我们重新审视这些关键问题，确保准确测量跨尺度能量传递。本文系统比较了两种方法：方向平均（DA）和滞后多面体导数集合（LPDE），以确定跨尺度能量传递的完整三维（3D）依赖性。我们发现DA在极地和方位角上都有依赖性，但对航天器构型不敏感。相比之下，LPDE受航天器分离和四棱锥形状的影响很大，但相对于采样轨迹不太敏感。我们的发现直接影响当前和未来的多航天器任务。DA和LPDE都将为空间和天体物理学中湍流的本质提供关键信息。