可压缩霍尔磁流体力学的谱转移与Kármán-Howarth-Monin方程
等离子体物理
2021-09-08 v1 太阳与恒星天体物理
空间物理
摘要
我们推导了衰减可压缩霍尔磁流体动力学（MHD）湍流的两种新形式的Kármán-Howarth-Monin方程。我们在一组弱可压缩、二维、中等雷诺数霍尔MHD模拟结果上检验了它们，并与各向同性谱转移（ST）方程进行比较。由于周期性边界条件，KHM与ST方程在整个模拟过程中自动满足，并具有互补的累积行为。它们在此用于分析湍流的发生及其充分发展时的性质。这些方法给出了等价的结果，刻画了：大尺度上动能+磁能的衰减、MHD与霍尔跨尺度能量转移/级联、压力膨胀以及耗散。霍尔级联出现在MHD级联将能量带至离子惯性尺度附近时，并与重联电流片的形成相关。在较晚时刻，压力-膨胀能量交换率围绕零振荡，在其振荡周期上平均时对跨尺度能量转移无净效应。一种简化的一维分析表明，这三种方法都可能有助于从原位观测估算能量级联率。
引用
@article{arxiv.2104.06851,
title = {Spectral transfer and K\'arm\'an-Howarth-Monin equations for compressible Hall magnetohydrodynamics},
author = {Petr Hellinger and Emanuele Papini and Andrea Verdini and Simone Landi and Luca Franci and Lorenzo Matteini and Victor Montagud-Camps},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.06851},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 7 figues