相对论性热等离子体湍流中的普适性与间歇性

为确定相对论性湍流的统计特性并揭示新颖的非经典特征，我们利用高阶数值方案，呈现了超相对论性热等离子体中受迫湍流的直接数值模拟结果。我们研究了平均马赫数范围从 $\sim 0.4$ 到 $\sim 1.7$、平均洛伦兹因子高达 $\sim 1.7$ 的流动的统计特性。我们发现，即使在亚音速情况下，由于相对论效应增强了可压缩性，能量密度或局部洛伦兹因子等流动量也表现出巨大的空间方差。速度场具有高度间歇性，但其功率谱被发现与经典 Kolmogorov 理论的预测非常吻合。总体而言，我们的结果表明，相对论效应能够显著增强流动的间歇性并影响速度场的高阶统计量，同时保持低阶统计量不变；后者表现出普适性，并与经典 Kolmogorov 理论高度一致。据我们所知，这是迄今为止最精确的受迫相对论性湍流模拟。