基于自适应嵌入粒子网格模型的磁岛合并磁流体力学数值研究
等离子体物理
2023-05-30 v3 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
空间物理
摘要
无碰撞磁重联通常需要动力学处理，而相较于基于流体的模型，其计算代价通常更高。在本研究中，我们使用磁流体力学与自适应嵌入粒子网格（MHD-AEPIC）模型来研究两个磁通绳的相互作用。该创新模型将一个或多个自适应 PIC 区域嵌入到全局 MHD 模拟域中，使得动力学处理仅应用于动力学物理显著的地区。我们在三种情形间比较了模拟结果：1) 带自适应嵌入 PIC 区域的 MHD，2) 带静态（或固定）嵌入 PIC 区域的 MHD，以及 3) 全 PIC 模拟。在分析其重联率和磁岛间距，以及离子压力张量元和离子非回转性时，比较显示出良好的一致性。为使三种情形间达成良好一致，MHD 域内需要较大的自适应 PIC 区域，这表明磁岛合并问题本质上高度具有动力学特性，其中宏观 MHD 与微观动力学物理之间的耦合十分重要。
引用
@article{arxiv.2212.07980,
title = {Numerical Study of Magnetic Island Coalescence Using Magnetohydrodynamics With Adaptively Embedded Particle-In-Cell Model},
author = {Dion Li and Yuxi Chen and Chuanfei Dong and Liang Wang and Gabor Toth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.07980},
year = {2023}
}
备注
9 pages, 10 figures