由plasmoid不稳定性介导的湍流磁流体动力学重联
等离子体物理
2016-02-17 v1
摘要
已经确定，高Lundquist数磁重联中的Sweet-Parker电流片对超阿尔文速度的plasmoid不稳定性是不稳定的。过去的二维磁流体动力学模拟表明，plasmoid不稳定性导致一种新的状态：Sweet-Parker电流片变为一串由次级电流片连接的plasmoids，且平均重联率几乎与Lundquist数无关。本工作中，带有引导场的三维模拟显示，额外的自由度允许plasmoid不稳定性以倾斜角度增长，它们相互作用并导致自生湍流磁重联。自生湍流状态下的平均重联率约为特征阿尔文速度的百分之一，这与二维结果相似，但比最近对外驱动三维湍流磁重联研究中报道的最快重联率低一个数量级。运动学和磁能涨落均沿局部磁场方向形成拉长的涡旋，这是各向异性磁流体湍流的特征。两种能量涨落在惯性区内均满足幂律谱，其中磁能谱指数在到之间，而动能谱指数略陡，在到之间。发现湍流涡旋的各向异性几乎与尺度无关，这与Goldreich-Sridhar理论对均匀磁场渗透均匀等离子体中各向异性湍流的预测相反。
引用
@article{arxiv.1512.01520,
title = {Turbulent Magnetohydrodynamic Reconnection Mediated by the Plasmoid Instability},
author = {Yi-Min Huang and A. Bhattacharjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.01520},
year = {2016}
}