由开尔文-亥姆霍兹不稳定性诱发湍流引起的非线性波阻尼

磁流体力学扭结波作为结构化介质受扰动的自然结果而形成,例如日冕环的横向振荡。线性理论为线性振荡的演化提供了诸多见解,这些模型的结果常被用于从观测到的波周期与阻尼时间推断太阳日冕的信息。然而,模拟表明非线性扭结波可承载开尔文-亥姆霍兹不稳定性(KHi),并随之在环内产生湍流,这些动力学超出了线性模型范畴。本文研究在已激发非线性基模扭结模的磁通管表面,KHi 诱发湍流的演化。我们控制数值实验,使 KHi 在无非共振吸收激发的条件下产生。我们发现 KHi 湍流动力学分为两个阶段。第一阶段,经典 KHi 湍流层增长 $\propto t$ 的模型适用。我们调整该模型,对由 KHi 动力学导致的振荡阻尼与湍流加热作出准确预测。第二阶段,此时占主导的湍流运动发生衰减。我们发现能量衰减正比于 $t^{-2}$ 的经典模型大致成立,并可准确预测该阶段的加热。结果表明,我们可为非线性扭结波的湍流演化建立简单模型,但所产生的阻尼剖面不同于常用于理论-观测对比的线性理论剖面。