Alfven波碰撞引发Alfvenic湍流的数值研究
太阳与恒星天体物理
2022-05-11 v1 等离子体物理
空间物理
摘要
在压缩磁流体动力学(MHD)框架下，我们数值研究了被广泛接受的假定，即Alfvenic湍流由反向传播的Alfven波(AWs)之间的碰撞产生。在典型于低β太阳日冕和 inner太阳风的条件下，我们在三维模拟盒中发射两列反向传播的AWs，并分析AW碰撞前后产生的扰动的偏振与谱性质。观测到的碰撞后扰动具有不同于原始波的偏振和更小的跨场尺度，这支持具有直接湍流级联的理论情景。然而，与理论预期相反，在满足不可压缩MHD经典临界平衡的尺度上，谱输运被强烈抑制。取而代之的是，由具有显著更短垂直尺度的碰撞AWs可建立一种修正的临界平衡。我们讨论了这些效应对压缩等离子体中湍流动力学与湍流加热的后果。特别地，若环亚结构的特征宽度小于环宽度十倍以上，太阳日冕环可由强湍流级联加热。所揭示的AW碰撞的新性质必须被纳入AW湍流的理论模型及相关应用中。
引用
@article{arxiv.2203.08643,
title = {Initiation of Alfv\'enic turbulence by Alfven wave collisions: A numerical study},
author = {S. V. Shestov and Y. M. Voitenko and A. N. Zhukov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.08643},
year = {2022}
}
备注
9 pages, 9 figures