不可压缩MHD湍流的模拟
天体物理学
2009-10-31 v2
摘要
我们在强背景磁场存在下模拟不可压缩MHD湍流。我们的主要结论是：1）MHD湍流最方便地以反向剪切Alfvén波和慢波的形式描述。剪切Alfvén波控制级联动力学。慢波发挥被动作用，采纳剪切Alfvén波设定的谱；被动标量也如此。2）MHD湍流各向异性，能量在k_perp上比在k_parallel上更快级联，其中k_perp和k_parallel指磁场局部垂直和平行分量的波矢。各向异性随k_perp增大而增强。3）MHD湍流普遍为强型，因为构成其湍流的波在与其周期相当的时刻遭受约为1的扰动。尽管如此，湍流涨落在惯性范围深处相对于背景场仍较小。4）衰减MHD湍流对波沿磁场相反方向传播的 flux 之间的不平衡具有不稳定性。5）1-4项结论支持Goldreich & Sridhar（GS）的强MHD湍流模型。我们的模拟结果也与GS预测的gamma=2/3相符。唯一值得注意的差异是，1D功率谱，E(k_perp) ~ k_perp^{-alpha}，从我们的模拟中得出alpha ~ 3/2，而GS模型预测alpha = 5/3。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0012491,
title = {Simulations of Incompressible MHD Turbulence},
author = {Jason Maron and Peter Goldreich},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0012491},
year = {2009}
}
备注
56 pages, 30 figures, submitted to ApJ 59 pages, 31 figures, accepted to ApJ