弱与强 MHD 湍流中的剩余能量
星系天体物理
2012-02-17 v1 混沌动力学
流体动力学
等离子体物理
摘要
最近的数值和观测研究表明，MHD 湍流中磁场和速度涨落的谱具有不同的标度指数。这一引人注目的特征最近在弱 MHD 湍流（即由弱相互作用 Alfven 波组成的湍流）情形中得到了解释。然而，天体物理湍流在大多数情况下是强的。在本工作中，我们提出了一种统一的图像，使得能够在同一框架下处理弱和强 MHD 湍流。我们认为，在弱和强 MHD 湍流中，磁能和动能都是不同的。它们的差异，即所谓的剩余能量，是由湍流自发产生的；在弱湍流中，其傅里叶谱为 E_r(k)=E_v(k)-E_b(k) \propto -f_w(k_||/k_perp) k_perp^{-2}，而在强湍流中为 E_r(k) \propto -f_s(k_||/k_perp) k_perp^{-3}。此处 f_w,s(x) 是当 x>C_w,s 时快速下降、当 时变化不显著的函数，其中 C_w,s 为某些常数，k_|| 和 k_perp 分别是相对于外加强均匀磁场的平行于场和垂直于场的波矢量。
引用
@article{arxiv.1202.3453,
title = {Residual Energy in Weak and Strong MHD Turbulence},
author = {Stanislav Boldyrev and Jean Carlos Perez and Yuxuan Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.3453},
year = {2012}
}
备注
To appear in ASP Conference Series, 6th International Conference of Numerical Modeling of Space Plasma Flows (2011), Nikolai V. Pogorelov, Ed