可压缩 MHD 湍流的标度关系

我们研究了可压缩强磁化湍流的标度关系。我们发现我们的结果与 Fleck (1996) 的可压缩流体动力学湍流模型具有良好的一致性。具体而言，我们发现 Kritsuk 等人 (2007) 提出的密度加权速度，即 $u \equiv \rho^{1/3} v$，在高马赫数湍流中遵循 Kolmogorov 标度，即 $E_{u}(k)\sim k^{-5/3}$。类似地，我们发现对于所有研究的马赫数，$u$ 的三阶结构函数指数始终保持为 1。高阶关联的标度遵循对应于二维耗散结构的 She-Leveque (1994) 标度，并且该结果也不随马赫数而改变。与 $v$ 在平行和垂直于局部磁场的方向上表现出不同标度相反，$u$ 在两个方向上的标度相似。此外，我们发现密度峰值形成了一个层级结构，其中物理密度和柱密度均随尺度减小，这与 Fleck (1996) 的预测一致。这种层级结构可以与星际气体中普遍存在的小电离和中性结构 (SINS) 相关联。我们相信，当速度信息不可用时，对柱密度峰值统计的研究可以为湍流速度研究提供一致性检验，并为理解超音速湍流提供深刻见解。