用于研究霍尔效应在磁流体湍流宏观特性上的亚网格尺度模型
等离子体物理
2020-12-03 v1 流体动力学
摘要
为了研究霍尔项对磁流体湍流宏观特性的影响，我们开发了一种新的亚网格尺度模型。尽管霍尔项通过激发高波数系数使数值模拟极其昂贵，并使磁流体方程变得刚硬，但结合霍尔项研究磁流体湍流的宏观特性是有意义的，因为该项不仅常影响亚离子尺度，也常影响宏观尺度。为了克服这些困难，我们开发了一种用于霍尔磁流体湍流大涡模拟的新的亚离子尺度亚网格尺度模型。使用该新模型的大涡模拟成功再现了诸如涡量和电流密度的能量与概率密度函数等统计性质，同时保持了霍尔磁流体湍流固有的一些特性。我们的新亚网格尺度模型能够以较小的计算成本对均匀各向同性霍尔磁流体湍流进行数值模拟，将大涡模拟的本质分辨率较早期模型有所提升，并在网格尺度上保留了霍尔项引起的离子-电子分离效应。
引用
@article{arxiv.2012.00981,
title = {Sub-grid-scale model for studying Hall effects on macroscopic aspects of magnetohydrodynamic turbulence},
author = {Hideaki Miura and Fujihiro Hamba},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.00981},
year = {2020}
}