二维 Harris 电流片与 GRMHD 模拟中的等离子体团识别及统计

磁重联是磁化等离子体中普遍存在的现象,并导致磁力线的快速重构。在重联事件中,等离子体被加热并加速,直至磁力线将等离子体包围并捕获于环状构型内。这些等离子体团(plasmoids)因此可能在观测上表现为与超大质量黑洞系统(如人马座 A$^\ast$)耀发行为相关的热斑。我们开发了一种识别等离子体团结构的新型算法,其结合了分水岭与自定义闭合轮廓步骤。基于识别出的等离子体团,我们确定了磁流体动力学模拟中的等离子体特征与能量学。该算法的性能在围绕超大质量黑洞的湍流吸积盘的高分辨率轴对称理想与电阻磁流体动力学模拟集合中得以展示。为验证目的,我们还评估了文献中已被充分研究的若干 Harris 电流片。有趣的是,我们在黑洞与 Harris 电流片模拟中均恢复了等离子体团尺寸的特征幂律分布。这表明尽管动力学截然不同且主导等离子体不稳定性不同,等离子体团的生成行为却相似。电阻广义相对论磁流体动力学模拟中的等离子体团出现率显著高于理想对应情况。此外,所识别的最大等离子体团尺寸与半解析观测解释中通常假设的尺寸一致。我们恢复了等离子体团形成率与穿入黑洞视界磁磁通量减少之间的正相关。所开发的算法使得对黑洞吸积模拟中等离子体团形成的广泛定量分析成为可能。