双流体等离子体的磁流体动力学运动

双流体麦克斯韦系统通过麦克斯韦方程耦合无摩擦电子和离子流体。当光波、朗缪尔波和单粒子回旋运动的频率被缩放为渐近大时，双流体麦克斯韦系统成为一个快慢动力系统。该快慢系统允许一个形式精确的单流体封闭，可以通过使用函数偏微分方程系统地以任意所需精度计算。在领头阶近似下，该封闭再现了磁流体动力学（MHD）。更高阶截断给出了无限层次的扩展MHD模型，允许任意质量比以及偏离电荷中性的微扰。该封闭在几何上被解释为无限维双流体相空间中的一个不变慢流形，在该流形上双流体运动没有高频振荡。这一观点表明，完整的封闭继承了双流体理论的哈密顿结构。通过使用无限维李变换，全阶封闭的泊松括号可以以闭合形式获得。因此，单流体封闭的保守截断可以通过简单地截断单流体哈密顿量来获得。此外，全阶括号的闭合形式表达式给出了完整封闭的一些守恒律的显式表达式。值得注意的是，完整封闭及其任何哈密顿截断都允许一对独立的环量不变量。