衰减磁流体动力学湍流中小尺度的结构与动力学

利用直接数值模拟，研究了衰减磁流体动力学湍流中小尺度的拓扑和动力学特征。与速度和磁场相关的梯度量不变量的联合概率密度函数 (PDFs) 表明，最大耗散时刻的结构和动力学依赖于大尺度初始条件。这一点尤其明显，因为每种流动的速度梯度不变量联合 PDF 形状各不相同，这与流体动力学湍流的普适泪滴状形状形成对比。从对不变量的分析中得出的一般图景是，高涡度区域与高应变率 $\bm S$ 区域相关，这也与流体动力学湍流形成对比。磁应变主导区域也与高电流密度 $\bm j$ 区域高度相关。粘性耗散 ($\propto \bm S^2$) 和欧姆耗散 ($\propto \bm j^2$) 存在于应变和旋转局部几乎平衡的区域。与速度梯度相关的结构具有不同于与磁场梯度相关结构的特征，后者在局部更具准二维性。