三维磁主导衰减湍流的准二维性
高能天体物理现象
2024-09-10 v2 流体动力学
等离子体物理
摘要
衰减磁流体动力学 (MHD) 湍流在各种天体物理背景下至关重要，包括早期宇宙磁场、恒星形成、星系团湍流、磁层和日冕。此前已知在非螺旋磁主导衰减湍流中，我们表明磁重联在完全螺旋情况下也很重要，并且可能是导致能量逆传递的原因。同样，在完全螺旋情况下，我们发现 2.5D 和 3D 模拟中的幂律衰减指数存在相似性。为了理解这种引人注目的相似性，我们研究了 3D 系统可能的准二维化。我们执行了 Minkowski 泛函分析，发现系统中典型磁结构的特征长度尺度差异巨大，表明存在局部各向异性。最后，我们提供了一个准二维分层合并模型，该模型恢复了相关的幂律标度。在非螺旋情况下，我们表明基于螺旋度的不变量无法约束系统，最佳候选者仍然是反螺旋度或矢量势的平方，这与系统的准二维化一致。
引用
@article{arxiv.2401.01965,
title = {Quasi-two-dimensionality of three-dimensional, magnetically dominated, decaying turbulence},
author = {Shreya Dwivedi and Chandranathan Anandavijayan and Pallavi Bhat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.01965},
year = {2024}
}
备注
23 pages, 27 figures; Accepted for publication in The Open Journal of Astrophysics