部分电离天体湍流等离子体中等离子体-中性流体的自洽模拟
空间物理
2015-05-14 v1 等离子体物理
摘要
基于自洽的二维流体模拟，开发了一个局部湍流模型来研究日鞘和外日球层(OH)中的能量级联。该模型描述了一个部分电离的磁流体OH，其中中性氢流体与等离子体主要通过电荷交换相互作用耦合。电荷交换相互作用在温暖的日球层等离子体中普遍存在，其相互作用强度主要取决于等离子体与中性流体之间的相对速度。与单流体中小尺度线性碰撞耗散不同，电荷交换过程引入了可在多种长度尺度上有效的通道，这些尺度取决于中性流体和等离子体的密度、温度、相对速度、电荷交换截面以及特征长度尺度。通过标度论证和非线性耦合流体模拟，我们发现电荷交换相互作用改变了与含大尺度能量涡旋相关的谱传递。因此，湍流级联率延长了惯性范围湍流模式之间的谱传递。与中性流体和等离子体相关的湍流谱因此比科尔莫戈罗夫现象学预测的更陡。我们的工作在全局日球层相互作用、宇宙线的能量化和输运、伽马射线暴、星际密度谱等背景下具有重要意义。此外，等离子体-中性耦合对于理解分子云和恒星形成过程中的能量耗散机制至关重要。
引用
@article{arxiv.0911.2192,
title = {Self-consistent Simulations of Plasma-Neutral in a Partially Ionized Astrophysical Turbulent Plasma},
author = {Dastgeer Shaikh and G. P. Zank},
journal= {arXiv preprint arXiv:0911.2192},
year = {2015}
}
备注
To appear in the Proceedings of Solar Wind 12