日冕环中传播的 MHD 波中相位混合与非线性效应的联合作用

我们利用可压缩磁流体动力学数值模拟，研究了相位混合与非线性湍流级联在 Alfv\'en 波演化和耗散中的相互作用。我们考虑了扭转波形式的扰动，包括传播波和驻波，或湍流涨落，或两者的组合。主要目的是研究相位混合和非线性耦合如何在不同机制下共同作用以产生小尺度结构。我们开展了一系列数值活动，以探索典型参数，如环长度、扰动的振幅和空间分布以及耗散系数。采用伪谱代码求解三维可压缩磁流体动力学方程，模拟了在具有圆柱对称性的平衡构型对应的磁通管中传播的扰动演化。我们发现，即使在扭曲的非轴对称构型中，对于中等振幅的湍流分量也会发生相位混合，建立起局部垂直于密度梯度的小尺度结构。耗散时间随着湍流分量百分比的增加而减少。这种行为在传播波和驻波中均得到验证。即使在完全湍流的情况下，也会发生一种定性上类似于相位混合的机制：它与非线性级联一起主动生成小尺度结构，从而提供最短的耗散时间。我们给出了一般性考量以在参数空间中识别这一机制。湍流扰动还会扭曲背景密度，局部增加 Alfv\'en 速度梯度，从而进一步加速小尺度结构的形成。