三维惯性电子磁力学湍流中的普适能量级联与松弛

电子磁力学（EMHD）为弱碰撞空间等离子体中的电子尺度加热和加速提供了真实的模型。推导了关于三维均匀且不一定各向同性 EMHD 湍流的洪堡-加尔替类型（Banerjee 和 Galtier, JoPA, 2017）精确关系。通过显式计算，能量级联不受均匀背景磁场 $B_0$ 的存在影响。利用直接数值模拟，我们观察到跨电子惯性尺度 $d_e$ 的Kolmogorov 样能量级联具有恒定的能量流率。然而，正如预期，对于长度尺度大于 $d_e$ 的地方，磁能谱为 $k^{-7/3}$，而对于小于 $d_e$ 的尺度，能谱为 $k^{-5/3}$。类似的普适级联速率也从傅里叶空间中的尺度-逐层预算中计算得出，发现其与使用实空间中精确定律计算得到的能量流率相等。最后，在阻尼湍流驱动后，研究了完全发展的 EMHD 湍流的松弛，利用最近提出的消失非线性传递原理（Banerjee, Halder 和 Pan, PRE(L), 2023）得出，这令人信服地显示了压力平衡松弛态的存在。