瑞利-泰勒不稳定性中小尺度发电机性质的标度律
流体动力学
2021-11-04 v2 高能天体物理现象
等离子体物理
摘要
基于自由落体与各向同性假设，我们推导了完全电离等离子体中瑞利-泰勒不稳定性（RTI）在混合、饱和与衰减阶段运动学小尺度发电机增长率与放大因子的标度关系。利用三组三维黏阻MHD的RTI模拟对这些标度关系进行了检验，发现其在饱和阶段成立，但在混合与衰减阶段存在偏差，表明需要放宽自由落体或各向同性假设之一。标度关系的应用可对运动学发电机阶段磁能的净放大进行定量预测，从而判定在实验室与天体物理情景中磁能是始终在所有速度尺度上低于均分，还是至少与湍流动能的某些尺度达到均分。作为一个例子，我们考虑双中子星并合外包层中RTI不稳定区的发电机，预测小尺度发电机的运动学区间在纳秒时间尺度结束，随后在微秒时间尺度达到饱和，相较于并合后毫秒级的弛豫时间均很快。
引用
@article{arxiv.2106.04787,
title = {Scaling of Small-Scale Dynamo Properties in the Rayleigh-Taylor Instability},
author = {Valentin Skoutnev and Elias R. Most and Amitava Bhattacharjee and Alexander A. Philippov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04787},
year = {2021}
}