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动理学等离子体湍流:来自 3D3V 模拟的近期见解与开放问题

太阳与恒星天体物理 2019-10-15 v2 等离子体物理 空间物理

摘要

磁化空间等离子体中的湍流与动理学过程在过去几十年中已通过原位航天器测量、理论模型和数值模拟得到广泛研究。特别是,来自 Cluster 和 MMS 空间任务的多点高分辨率测量揭示了一个发生在等离子体动理学尺度上的全新过程世界,并为它们的理论解释带来了新的挑战。一场长期的争论涉及太阳风湍流中离子与电子尺度涨落的本质,以及它们通过无碰撞等离子体机制的耗散。除观测外,数值模拟一直在为现有理论与模型提供检验平台方面发挥核心作用。在本展望中,我们讨论利用我们的 3D3V(约化和全)动理学模拟所取得的进展,以及这些研究遗留(或引发)的主要问题。为此,我们结合近期关于自由衰减与持续驱动涨落的动理学模拟数据,评估亚离子尺度等离子体湍流性质的相似性和/或差异。最后,我们讨论该领域可能的未来方向,并强调需要结合不同类型的数值与观测方法以增进对湍流空间等离子体的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.11525,
  title  = {Kinetic plasma turbulence: recent insights and open questions from 3D3V simulations},
  author = {S. S. Cerri and D. Grošelj and L. Franci},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.11525},
  year   = {2019}
}

备注

18 pages, 2 figures; Published in "Frontiers in Astronomy and Space Sciences - Space Physics" (special issue: Improving the Understanding of Kinetic Processes in Solar Wind and Magnetosphere: From CLUSTER to MMS)