中文

霍尔磁流体力学框架下冷太阳喷流中的开尔文-亥姆霍兹不稳定性:案例研究

太阳与恒星天体物理 2018-01-24 v3 空间物理

摘要

我们研究了沿轴向运动的圆柱磁通管中的磁流体力学(MHD)模在何种条件下对开尔文-亥姆霍兹(KH)不稳定性变得不稳定。我们利用由冷(零beta)等离子体的线性化霍尔MHD方程得到的MHD模色散关系,假设实波数和复角波频率/复波相速度。在固定输入参数和变化比值lHall/al_\mathrm{Hall}/a下数值求解色散方程,其中lHall=c/ωpil_\mathrm{Hall} = c/\omega_\mathrm{pi}cc为光速,ωpi\omega_\mathrm{pi}为离子等离子体频率),aa为磁通管半径。结果表明,MHD模的稳定性取决于四个参数:磁通管与其环境的密度对比、外磁场与内磁场之比、比值lHall/al_\mathrm{Hall}/a以及阿尔文马赫数(定义为管轴速度与磁通管内阿尔文速度之比)。研究发现,在高密度对比下,对于较小的lHall/al_\mathrm{Hall}/a值,扭曲(m=1m = 1)模可在某一临界阿尔文马赫数(或等价的临界流动速度)下对KH不稳定性变得不稳定,但阈值lHall/al_\mathrm{Hall}/a可抑制KH不稳定性的发生。然而,在小密度对比下,lHall/al_\mathrm{Hall}/a的大小对不稳定发生条件没有显著影响——尽管它可降低临界阿尔文马赫数。研究确定香肠模(m=0m = 0)不受KH不稳定性影响。

关键词

引用

@article{arxiv.1706.03683,
  title  = {Kelvin--Helmholtz instability in a cool solar jet in the framework of Hall magnetohydrodynamics: A case study},
  author = {I. Zhelyazkov and Z. Dimitrov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1706.03683},
  year   = {2018}
}

备注

16 pages, 7 figures