弱碰撞吸积盘中 MRI 驱动湍流的剪切盒模拟

我们通过包含各向异性压力应力（即各向异性（Braginskii）黏性）的效应，对弱碰撞等离子体中的 MRI 驱动湍流进行了系统的剪切盒研究。我们将压力各向异性（$\Delta p$）约束在否则会由动力学微观不稳定性施加的稳定性界限内。我们通过考虑不同的雷诺数和磁场构型（包括净垂直磁通、净环向-垂直磁通和零净磁通）探索了广阔的参数空间。引人注目的是，我们发现湍流水平和角动量输运不受大各向异性黏性的显著影响：Maxwell 和 Reynolds 应力与 MHD 结果差别不大。即便各向异性黏性比各向同性扩散率高数个量级，Braginskii MHD 中的角动量输运仍强烈依赖于各向同性耗散，例如各向同性磁普朗特数。然而 Braginskii 黏性改变了流动结构，重新组织湍流以在很大程度上抵消背景剪切的平行应变率。我们还表明体积平均压力各向异性和各向异性黏性输运随各向同性雷诺数（${\rm Re}$）增大而减小；例如，在具有净垂直场的模拟中，各向异性与 Maxwell 应力之比（$\alpha_{\rm A} / \alpha_{\rm M}$）从 ${\rm Re} \sim 10^3$ 到 ${\rm Re} \sim 10^4$ 由 $\sim 0.5$ 降至 $\sim 0.1$。因此各向异性输运在高 ${\rm Re}$ 下可能变得可忽略。然而在各向异性黏性在大 ${\rm Re}$ 下成为主导加热源，占等离子体加热的 $\gtrsim 50\%$。最后我们简要讨论了我们的结果对黑洞径移吸积流（RIAFs）的启示。