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电阻磁流体动力学算子的伪谱:解决电阻 Alfvén 悖论

等离子体物理 2019-12-03 v1 数值分析 数学物理 math.MP 数值分析 谱理论 流体动力学

摘要

“Alfvén 悖论”是指随着电阻率减小,离散本征模不收敛于理想 Alfvén 连续谱的广义本征模。为解决该悖论,本文考虑了 RMHD 算子的 ϵ\epsilon-伪谱。证明了对于任意 ϵ\epsilon,当电阻率足够小时,ϵ\epsilon-伪谱包含 Alfvén 连续谱。利用形式上的 Wentzel-Kramers-Brillouin-Jeffreys 解构造了形式 ϵpseudoeigenmodes\epsilon-pseudoeigenmodes,并证明了具有 ρω2=vB(x)2\rho{|\omega|^2}=|\bf{v} \cdot \bf{B}(x)|^2 的复频率的整个稳定半环对 ϵ\epsilon 阶共振,即属于 ϵpseudospectrum\epsilon-pseudospectrum。电阻本征模作为基是指数病态的,其条件数正比于 exp(RM12)\exp(R_M^{1\over 2}),其中 RMR_M 为磁雷诺数。

关键词

引用

@article{arxiv.1803.09303,
  title  = {Pseudo-Spectrum of the Resistive Magneto-hydrodynamics Operator: Resolving the Resistive Alfven Paradox},
  author = {D. Borba and K. S. Riedel and W. Kerner and G. T. A. Huysmans and M. Ottaviani and P. J. Schmid},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1803.09303},
  year   = {2019}
}