柱坐标剪切盒中的磁流体力学 II：MRI湍流中的间歇性爆发与子结构

通过在具有修正边界处理的非分层柱坐标剪切盒中，使用弱垂直磁场进行理想磁流体力学（MHD）模拟，我们研究了由磁旋转不稳定性激发的MHD湍流。尽管柱坐标模拟与正常笛卡尔剪切盒模拟的时间平均场强相当，但柱坐标模拟表现出比笛卡尔剪切盒模拟大得多的磁活动 temporal 变化。利用“三角图”对描述磁能演化的各项进行详细分析，令人惊讶地揭示：在柱坐标模拟中，环向磁场的压缩在放大磁场和触发间歇性磁爆发方面与差分自转引起的缠绕同样重要，而这在笛卡尔模拟中并未出现。这种可压缩放大的重要性在具有微小曲率的柱坐标模拟中同样成立；近笛卡尔剪切盒模拟中磁场的演化与精确的笛卡尔对应模拟有本质不同。正常笛卡尔剪切盒模型无法考虑的 epi cycle 频率 $\kappa$ 的径向梯度，是这一本质差异的成因。$\kappa$ 空间变化的另一后果是连续且普遍地形成窄的高（低）密度与弱（强）场局域结构；这些环-隙结构的种子由可压缩效应产生，随后在关于“黏性型”不稳定性的边际不稳定条件下被放大并维持。