磁旋转湍流中的纬向流与长寿命轴对称压力凸起
天体物理学
2010-01-15 v2
摘要
我们在径向和方位向范围高达十个标高的剪切盒模拟中研究了磁旋转湍流的行为。发现当在径向上将盒尺寸增加到超过两个标高时，麦克斯韦应力和雷诺应力增加了两倍以上。进一步增加盒尺寸对湍流的统计特性几乎没有影响。逆级联激发了盒最大尺度上的磁场结构。麦克斯韦应力相应的10%变化启动了具有交替的次开普勒和超开普勒速度的纬向流。这反过来在压力和科里奥利力之间的地转平衡中产生了一个带状密度结构。我们提出了一个纬向流出现的简化模型，其中磁张力在短时间尺度上的随机强迫产生了寿命为数十个轨道的纬向流结构。我们试验了各种改进的剪切盒算法，以减少超音速剪切流引入的数值扩散。虽然标准的有限差分平流格式在盒边缘附近显示出湍流活动抑制的迹象，但通过一种在傅里叶空间中通过插值推进开普勒剪切平流的新方法，这个问题被消除了。
引用
@article{arxiv.0811.3937,
title = {Zonal Flows and Long-Lived Axisymmetric Pressure Bumps in Magnetorotational Turbulence},
author = {Anders Johansen and Andrew Youdin and Hubert Klahr},
journal= {arXiv preprint arXiv:0811.3937},
year = {2010}
}
备注
Accepted for publication in ApJ