高 Lundquist 数相对论磁重联的数值模拟
高能天体物理现象
2015-05-27 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们展示了相对论磁重联的二维和三维磁流体力学数值模拟结果，特别强调了高 Lundquist 数（S\sim 10^5-10^8）下 Petschek 型位形中等离子体的动力学。所采用的数值格式基于高阶有限体积和间断 Galerkin 方法，如 Dumbser 等人（2009）最近所提出的，在此类计算中实现了前所未有的精度。我们讨论了产生高洛伦兹因子的可能性，表明对于等离子体参数 \sigma_m=20，可以产生接近 \sim 4 的洛伦兹因子。此外，我们发现 Sweet-Parker 层是不稳定的，会产生次级磁岛，但这仅在 S > S_c = 10^8 时发生，远大于牛顿力学体系中所报告的值。最后，在具有导向磁场的位形中考虑了弱各向异性 Ohm 定律的效应。与完全各向同性的 Ohm 定律相比，这些效应仅产生略快的重联率以及约 1% 更大的洛伦兹因子。
引用
@article{arxiv.1103.5924,
title = {Numerical simulations of high Lundquist number relativistic magnetic reconnection},
author = {Olindo Zanotti and Michael Dumbser},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.5924},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 9 figures, matches version accepted by MNRAS