量化磁重联及其在二维磁动力学Rayleigh-Taylor湍流中的作用
等离子体物理
2025-09-01 v1 太阳与恒星天体物理
流体动力学
地球物理
摘要
磁Rayleigh-Taylor不稳定性(MRTI)主导着在重力和磁场作用下发生的天体物理和实验等离子体中的物质输运与混合。虽然在MRTI演化过程中已知会发生磁重联，但其在演化和能量动力学中的作用仍不明确。本文采用高分辨率模拟，对MRTI中重联的作用进行了全面分析。我们确立，重联通过促进�plum合并、缓解磁张力并使不稳定性持续增长，构成了长期不稳定性演化的关键因素。为量化重联在能量动力学中的作用，我们开发了一种稳健的自动化重联检测算法，并对不同磁场强度下的重联进行统计分析。我们发现，在弱磁场 regime中，重联占据磁能向动能转换的比例可达80%，而对磁能耗散的贡献则最小(约3%)。我们的结果确立了磁重联作为调节大尺度MRTI动力学的关键机制，具有对天体物理等离子体以及磁化流体中湍流混合的深远意义。
引用
@article{arxiv.2508.21532,
title = {Quantifying Reconnection and it's Dynamical Role in 2D Magnetic Rayleigh-Taylor Turbulence},
author = {Manohar Teja Kalluri and Andrew Hillier and Ben Snow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.21532},
year = {2025}
}
备注
22 pages, 27 figures