弱随机磁重联的数值研究

我们利用三维数值模拟研究湍流对磁重联的影响。这是对 Lazarian & Vishniac (1999) 提出的快速磁重联模型的首次检验尝试，该模型假设电流片附近存在弱的小尺度磁场结构。这通过减小重联流的横向尺度以及允许许多独立的磁通量重联事件同时发生来影响重联率。我们进行了多次模拟以检验重联速度（定义为入流速度与阿尔芬速度之比）对湍流功率、注入尺度和电阻率的依赖关系。结果表明，湍流显著影响扩散区附近的磁场拓扑结构，并增大出流区的厚度。我们证实了 Lazarian & Vishniac 模型的预言。特别地，我们报告重联速度正比于 ~ V^2 增长，其中 V 为注入尺度上的速度幅值。它对注入尺度 l 的依赖关系为 ~ (l/L)^(2/3)，其中 L 为系统尺寸，这比理论预期稍快但仍大致一致。我们还表明，对于三维重联，欧姆电阻率仅在局部重联事件中起重要作用，而在湍流存在时的全局重联率不依赖于它。