分层强迫湍流中的负有效磁压

为了理解磁通量集中形成的基本机制，我们通过直接数值模拟确定了在具有大等离子体$\beta$的强分层等温层中，湍流对平均磁压的贡献，其中施加了弱的均匀水平平均磁场。对于强分层的强迫湍流，在磁雷诺数和普朗特数的一定范围内，确定了湍流对有效平均磁压的负贡献。小尺度发电机作用被证明会降低湍流对有效平均磁压的负效应。然而，描述负有效磁压现象的湍流系数被发现对于磁雷诺数在60到600之间（这是本文考虑的最大值）是收敛的。在所有模型中，湍流强度被安排为几乎与高度无关，因此动能密度由于密度随高度降低而减小。在第二组数值实验中，湍流强度随高度增加，使得湍流动能密度几乎与高度无关。使用测试场方法确定了两种情况下的湍流磁扩散率和湍流抽运速度。发现湍流磁扩散率的垂直剖面与基于简单混合长度表达式的预期一致。湍流抽运被证明是沿着湍流磁扩散率梯度的方向，但其大小是预期的两倍。相应的数值平均场模型被用来证明，只要尺度分离程度足够大，从而湍流磁扩散率足够小，两种情况都可能发生大尺度不稳定性。