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各向异性 MHD 湍流的非局域唯象模型

流体动力学 2009-11-13 v1

摘要

提出了一种存在导向磁场时各向异性 MHD 湍流的非局域级联模型。该模型考虑了以下因素:(a) 能量以各向异性方式级联,结果对平行和垂直于导向磁场的方向给出了不同的级联率估计。(b) 导致级联的相互作用发生在不同尺度之间。波数为 kk_\|kk_\perp 的涡旋与波数为 q,qq_\|,q_\perp 的涡旋相互作用,使得波数 q,qq_\|,q_\perpk,kk_\|,k_\perp 之间满足共振条件。结果是,波数为 kk_\|kk_\perp 的涡旋的能量,由于与位于共振流形上的涡旋的相互作用而发生级联,这些涡旋的波数由以下关系确定:qϵ1/3k2/3/Bq_\|\simeq \epsilon^{{1}/{3}}k_\perp^{2/3}/Bq=kq_\perp=k_\perp,且能量将沿 kC+k2/3ϵ1/3/B0k_\|\sim C+k_\perp^{2/3} \epsilon^{1/3}/B_0 的路线级联。对于平行方向上的均匀能量注入率,得到的能谱为 E(k,k)ϵ2/3k1k5/3E(k_\|,k_\perp)\simeq \epsilon^{2/3}k_\|^{-1}k_\perp^{-5/3}。然而,对于一般强迫,该模型表明存在非普适行为。文中讨论了该模型与先前模型、数值模拟以及弱湍流理论的联系。

关键词

引用

@article{arxiv.0706.0816,
  title  = {Nonlocal Phenomenology for anisotropic MHD turbulence},
  author = {Alexandros Alexakis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0706.0816},
  year   = {2009}
}

备注

Submited to Astophys. Lett