论多流体多物种等离子体的引力分层
太阳与恒星天体物理
2026-05-01 v3 等离子体物理
摘要
背景。太阳大气处于引力分层状态，由温度相差数个量级的若干层组成。因此，太阳大气等离子体从光球层的弱电离、色球层的部分电离，最终变为日冕的完全电离。然而，将电离与复合过程整合到具有引力分层多流体太阳等离子体模型中仍非易事。目标。我们旨在提供一种构建多流体多物种引力分层的方法，使其同时满足电离平衡和流体静力学平衡，从而避免因初始非平衡态引起的非物理扰动和数值不稳定性。方法。我们假设在没有施加高频外部驱动力的情况下，流体间的碰撞相互作用足以耦合所有流体。电离分数可以 (I) 假设任意给定温度下处于统计平衡电离来计算，或 (II) 从其他大气模型中提取。随后设计并使用了一个简单的数值积分程序来构建多流体多物种引力分层。结果。使用本数值积分程序构建的引力分层可以与多物种等离子体的任意给定电离分数处于流体静力学平衡。同时，在没有任何动力学驱动力的情况下，流体解耦出现在所构建分层的过渡区，而所有流体的总速度保持为零。结论。使用本程序构建的引力分层可用于多流体多物种模型中，以研究特定动力学过程，而不受初始非平衡态的影响。
引用
@article{arxiv.2601.05321,
title = {On the gravitational stratification of multi-fluid-multi-species plasma},
author = {F. Zhang and J. Martínez-Sykora and Q. M. Wargnier and V. H. Hansteen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.05321},
year = {2026}
}