具有双极扩散的亚阿尔芬非理想 MHD 湍流模拟：I. 湍流统计
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
大多数关于磁场在湍流分子云（MCs）中作用的数值研究均基于理想磁流体动力学（MHD）。然而，分子云是弱电离的，因此磁场通过双极扩散（AD）穿过等离子体中性组分所需的时间尺度可能与动力学时间尺度相当。我们利用 Li, McKee, & Klein (2006) 开发的重离子近似法，对具有双极扩散的超音速但亚阿尔芬湍流系统进行了一系列 256^3 和 512^3 的模拟。我们的计算基于离子数守恒的假设，但我们表明这些结果也近似适用于分子云中时间依赖电离的情况。收敛性研究使我们能够确定在使用重离子近似法处理低马赫数、亚阿尔芬湍流系统时的最佳电离质量分数。我们发现，与理想 MHD 情况相比，双极扩散使速度和磁功率谱变陡。密度概率密度函数（PDF）、总磁能和电离分数的变化被确定为 AD 雷诺数的函数。具有低 AD 雷诺数的强磁化介质的中性气体特性功率谱与弱磁化介质的功率谱相似；特别是，中性速度的功率谱接近 Burgers 湍流的功率谱。
引用
@article{arxiv.0805.0597,
title = {Sub-Alfvenic Non-Ideal MHD Turbulence Simulations with Ambipolar Diffusion: I. Turbulence Statistics},
author = {Pak Shing Li and Christopher F. McKee and Richard I. Klein and Robert T. Fisher},
journal= {arXiv preprint arXiv:0805.0597},
year = {2009}
}
备注
37 pages, 11 figures, 4 tables