声波湍流中磁场辅助的涡旋产生

我们研究了在等温、亚声速、声波(非涡旋)、衰减湍流中由于磁场存在导致的涡旋产生。通过三维数值模拟，我们发现结果动能级联遵循普通的Kolmogorov现象学，涉及恒定的谱能量通量。声波湍流的无量纲预系数大于标准Kolmogorov常数，因为动能的耗散效率较低。我们还发现，洛伦兹力即使初始场为均匀场，也可以通过将声能转化为涡旋能来驱动涡旋运动。这种转换随磁场强度的平方、随声流速的线性。相比之下，非无力场磁场直接产生涡旋运动是线性随场强度。我们的结果表明，磁场在宇宙流动中的涡旋产生中起关键作用，特别是在显著存在声波湍流的情形下。我们还讨论了这些发现对早期宇宙的影响，即磁场可将宇宙相位变换期间产生的声波湍流转化为涡旋湍流。