磁流体动力学湍流中从弱级联到强级联的转变

在存在导向场的磁流体动力学（MHD）湍流中，从大尺度到小尺度时由弱湍流向强湍流的转变是各向异性湍流理论的基石。我们利用 Shell-RMHD 模型对这一转变进行了首次验证，该模型结合了垂直非线性耦合的壳模型与沿导向场的线性传播。该模型使我们能够达到约 $10^6$ 的 Reynolds 数。我们获得了与理论预测惊人一致的结果：在大尺度下，约化垂直能谱标度为 $k^{-2}$，在小尺度下标度为 $k^{-5/3}$，此时非线性时间与传播时间达到临界平衡。然而，即使在强湍流状态下，Fourier 空间的弱耦合区域仍被发现存在高水平的激发，这归因于大涡的丰富频率谱。一个推论是，约化平行谱斜率并非谱各向异性的确定性检验，这与传统认知相反。