强磁流体湍流的欧拉时空关联
太阳与恒星天体物理
2020-04-27 v1 等离子体物理
空间物理
摘要
本文通过约化磁流体（MHD）湍流的直接数值模拟与现象学建模，研究了强磁化等离子体中强磁流体（MHD）湍流的欧拉时空关联。模拟得出了两个新的重要结果：1）在平衡与非平衡湍流中，各尺度上反向传播的阿尔文涨落在时间上以相同速率去关联；2）去关联速率的波数标度与含能尺度涨落速度对小尺度结构的纯流体力学扫掠一致。在 Bourouaine 与 Perez 2019（BP19）近期提出的、限于强湍流 regime 的现象学 MHD 模型框架下，对模拟结果给出了解释。该模型预言双时间功率谱呈现仅由含能范围内随机速度的概率分布函数决定的普适自相似行为。理解时空湍流关联的尺度依赖时间演化及其相关普适性质，对于如近期发射的 Parker Solar Probe（PSP）等航天器的观测数据分析与解释至关重要。
引用
@article{arxiv.2004.11458,
title = {The Eulerian space-time correlation of strong Magnetohydrodynamic Turbulence},
author = {Jean C. Perez and Sofiane Bourouaine},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.11458},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in the Physical Review Research