On the application of Maxwell's theory to many-body systems, or why the resistive magnetohydrodynamic equations are not closed
在拟中性近似下定义的电阻性磁流体动力学（MHD）方程组是由14个标量变量的14个标量方程组成的方程组，因而是完备的和可解的。这些方程是Navier-Stokes方程和Maxwell方程的一个子集的组合。然而，其中一个矢量方程实际上是一个单位，从电动力学的潜在制定时，因此不确定任何自由度。只有通过恢复高斯定律，方程组才变得封闭，允许从运动方程确定电流和质量流速。提出的电磁流体动力学模型，包括磁化力的典型分析的结果。
2008-12-12 physics.plasm-ph physics.space-ph
Relativistic resistive magnetohydrodynamics for a two-component plasma
Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）；University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
本文提出了一种基于动力学理论的相对论电阻磁流体动力学模型，用于研究双组分超相对论等离子体的演化行为，通过14时刻近似推导出电荷扩散四流和剪切应力张量的耦合方程，并验证了其在特定物理条件下的准确性。
2025-11-27 hep-th physics.plasm-ph
Resistive dissipative magnetohydrodynamics from the Boltzmann-Vlasov equation
从Boltzmann-Vlasov方程出发，利用矩量法导出了相对论性、电阻性、二阶耗散磁流体力学的运动方程。因此，我们将之前的工作[Phys. Rev. D 98，076009（2018）]扩展到有限电导率的情况，其中我们只考虑了非电阻极限。这需要在运动方程中保持与电场$E^μ$成比例的项，并且由于电场与耗散量的耦合而导致新的输运系数。我们还表明，电荷扩散电流的纳维尔-斯托克斯极限对应于欧姆定律，而电导率系数和电荷扩散系数则与一种类型的维德曼-弗朗茨定律相关。
2019-02-05 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Adaptive two- and three-dimensional multiresolution computations of resistive magnetohydrodynamics
在局部加密并矢网格上，采用有限体积离散方法，对二维和三维空间的电阻磁流体动力学（MHD）方程进行了完全自适应计算。发散清洗用于控制磁场的不可压缩性约束。对于自动网格自适应的细胞平均多分辨率分析，这保证了自适应计算的精度，同时减少了CPU时间和内存需求。讨论了CARMEN-MHD开放信源编码的实现问题。为了说明它的精度和效率不同的基准计算，包括激波云相互作用和磁场重联。
2021-02-23 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Hall magnetohydrodynamic reconnection in the plasmoid unstable regime
一组约化的霍尔磁流体动力学（MHD）方程被用来评估大纵横比电流片的稳定性等离子体团（二次岛）的形成。在该分析中，重新连接由电阻率驱动，其发生在电阻趋肤深度$d_η\equiv S_L^{-1/2} \sqrt{L v_A/γ}$处，其中$S_L$是伦德奎斯特数，$L$是电流片的长度，$v_A$是阿尔文速度，并且$γ$是生长速率。对最近的电阻MHD分析的修正[N.] F. Loureiro，A. A. Schekochihin和S. C. Cowley，Phys.等离子体{ \bf 14}，100703（2007）]在碰撞足够弱使得$d_η$短于离子趋肤深度$d_i \equiv c/ω_{pi}$时产生。次级岛在这种霍尔MHD制度中生长得更快：与电阻性MHD中的$S_L^{1/4} v_A/L$和$S^{3/8}$相比，最大生长速率缩放为$(d_i/L)^{6/13} S_L^{7/13} v_A/L$，等离子体团的数量缩放为$(d_i/L)^{1/13} S_L^{11/26}$。
2011-08-16 physics.plasm-ph
On resistive magnetohydrodynamic equilibria of an axisymmetric toroidal plasma with flow
它表明，磁流体动力学平衡状态的轴对称环形等离子体具有有限的电阻率和平行于磁场的流动是由二阶偏微分方程的极向磁通量函数$ψ$耦合伯努利型方程的等离子体密度（这是相同的形式对应的理想MHD平衡方程）以及关系$Δ^\star ψ=V_c σ$。(Here，$Δ^\star$是Grad-Schlüter-Shafranov算子，$σ$是电导率，而$V_c$是恒定环形回路电压除以$2 π$）。特别地，对于不可压缩流，上述偏微分方程变成椭圆形，并且从伯努利方程[H. Tasso和G. N. Throumoulopoulos，Phys. Plasmas { \bf 5}，2378（1998）]。对于形式为$σ=σ(R, ψ)$（$R$是到对称轴的距离）的电导率，可以构造几类具有不可压缩流的解析平衡，它们具有定性上合理的$σ$分布，即具有$σ$的分布在靠近磁轴处取最大值，在等离子体表面取最小值。对于$σ=σ(ψ)$，考虑磁轴附近的关系式$Δ^\starψ= V_c σ(ψ)$，可证明不存在可压缩或不可压缩平衡。这一结果可以推广到更一般的情况下，非平行流躺在磁表面。
2000-09-27 physics.plasm-ph
On the Hall-mediated resistive tearing instability of highly elongated current sheets
本文全面描述了电阻撕裂不稳定性的双流体模型中涉及的各种制度。这些包括两个新的制度，这种不稳定性，这对应于长波模式，可以在高度拉长的电流片发展。这一问题与大Lundquist数磁流体动力学（MHD）物体中快速磁重联和磁湍流的研究有关。
2018-11-28 physics.plasm-ph
Momentum anisotropy from Resistive Magnetohydrodynamics
Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所）
研究通过14矩近似从玻尔兹曼-弗拉索夫方程推导超相对论等离子体电阻磁流体动力学框架，得出二阶方程。均匀极限下电荷电流动力学有对应定律，纯电场能产生动量各向异性，比约肯膨胀下该各向异性持续但居次要。
2026-07-27 hep-th nucl-th physics.plasm-ph
Relativistic non-resistive viscous magnetohydrodynamics from the kinetic theory:a relaxation time approach
在弛豫时间近似下，导出了相对论性无阻粘性二阶磁流体力学方程。利用单粒子分布函数的Chapman-Enskog类梯度展开，求解了粒子和反粒子质点系的Boltzmann方程。在第一阶中，输运系数与磁场无关。在二阶，新的输运系数，耦合磁场和耗散量出现这是不同的14矩近似\cite{Denicol:2018rbw}中得到的磁场的存在下。然而，在弱磁场的限制下，这些方程的形式与14矩近似相同，只是这些系数的值不同。我们还推导了Navier-Stokes极限下的各向异性输运系数。
2020-11-03 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Asymptotic-preserving semi-implicit finite volume scheme for Extended Magnetohydrodynamics
University of Michigan（密歇根大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
针对扩展磁流体动力学方程，提出一种半隐式有限体积格式，通过松弛系统重构和算子分裂，在理想、电阻和霍尔磁流体动力学极限下均能保持精确性，并实现自适应网格细化。
2026-05-22 physics.plasm-ph
The virtual element method for resistive magnetohydrodynamics
本文提出了一种虚元法（VEM），用于二维电阻磁流体力学（MHD）模型电磁子系统的数值逼近。虚拟单元法的主要优点是多边形网格的灵活性和磁通场的自动无发散约束。在这项工作中，我们严格证明了方法的适定性和螺线管性质的离散磁通量场。我们还得到稳定性能量估计。该方法的设计包括三种节点质量矩阵的构造选择和多个备选方案的准则。我们提出了一套独立验证理论结果的数值实验。数值实验包括收敛速度研究、能量估计和磁通场无发散条件的验证。所有这些数值实验都是在三角形网格、扰动四边形网格和Voronoi网格上进行的。最后，我们展示了VEM方法在哈特曼流数值模型上的发展。
2020-04-23 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Lattice Boltzmann model for resistive relativistic magnetohydrodynamics
本文建立了一个相对论磁流体力学的格子Boltzmann模型。即使该模型是电阻MHD推导，它表明，它是数值上的强大，即使在高电导率（理想MHD）的限制。为了验证的数值方法，进行了测试模拟的理想和电阻的限制，即在理想的MHD和电流片的演化的阿尔文波的传播在电阻制度，其中观察到非常好的协议比较的分析结果。此外，我们还研究了由Kelvin-Helmholtz不稳定性驱动的二维磁重联，并研究了不同参数对重联率的影响。结果表明，密度比对磁重联率的影响可以忽略不计，而剪切速度的增加会降低重联率。此外，它被发现的重联率成正比的$σ^{-\frac{1}{2}}$，$σ$是电导率，这是符合斯威特帕克模型的标度律。最后，利用该数值模型研究了恒星耀斑中的磁重联。三维模拟表明，恒星耀斑中背景磁力线和磁绳磁力线之间的重联可以作为光球层中剪切速度的结果而发生。
2015-08-14 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.flu-dyn
Resistive g-modes in a reversed field pinch plasma
首次提出了在反向场箍缩（RFP）等离子体边缘区共振的不稳定电阻交换模（g模）引起的高频、高环形模数（n>20）磁涨落的直接实验证据。的模式的时间和空间周期性的实验表征提供了通过高分辨率的容器内的边缘和可插入的磁诊断。结果表明，谱模特性与线性电阻磁流体动力学稳定性理论分析的结果吻合较好。一个简单的模型，提出了所观察到的模式的饱和度。
2009-09-11 physics.plasm-ph
A constrained-transport embedded boundary method for compressible resistive magnetohydrodynamics
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Orchard Numerical；General Fusion
本文提出了一种用于可压缩电阻磁流体动力学的受限传输嵌入边界方法，通过有限体积法和鬼体方法实现任意形状边界，并验证了其在不同条件下的收敛性。
2026-01-07 astro-ph.IM physics.comp-ph physics.plasm-ph
Current sheet bifurcation and collapse in electron magnetohydrodynamics
在二维电子磁流体动力学（EMHD）模型下，研究了非线性磁重联中的惯性效应。家庭的相关电流片参数的非线性解决方案的预测和确认在所有感兴趣的制度数值。电子惯性对于惯性长度$d_{e}$以下的当前片厚度$δ$变得重要。在这种情况下，在没有电子粘性的情况下，片层厚度经历非线性崩溃。粘度在小尺度上使溶液规则化。从电阻状态到粘性状态的转变显示出对电阻率和粘性的非平凡依赖性，具有滞后分岔。在所有可访问的制度，非线性重联率被发现是明确独立的电子惯性和耗散系数。
2009-04-20 physics.plasm-ph physics.space-ph
General relativistic resistive magnetohydrodynamics with robust primitive variable recovery for accretion disk simulations
黑洞天体物理学的最新进展，特别是事件视界望远镜（EHT）在星系M87中心发现的第一个超大质量黑洞的视觉证据，以及引力合作组织在银河系中心Sgr A* 的事件视界附近探测到的轨道“热点”，需要开发新的数值方法来理解潜在的等离子体微观物理学。与这种热点有关的非热辐射被证明是源于等离子体团，这些等离子体团是由于最内层吸积区薄电流层中的磁重联而形成的。在黑洞吸积盘和喷流中，电阻率在电流片的形成、磁重联和等离子体团的生长中起着至关重要的作用。在三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）程序BHAC中加入了电阻率，并提出了一种隐式-显式方案来处理GRMHD方程中的刚性电阻源项。该算法进行了测试，结合自适应网格细化，以解决电阻尺度和约束运输方法，以保持磁场螺线管。原始变量的恢复，相对论磁流体动力学代码的关键部分，提出了几种新的方法，并比较的准确性，鲁棒性和效率。我们提出了一个新的反演策略，允许连续GRMHD模拟低气磁压力比和高磁化制度适用于黑洞吸积盘，喷气机，和中子星磁层。我们应用新的方案来研究电阻率对吸积黑洞的影响，并考虑了重联的耗散效应。
2019-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Dissipative Magnetohydrodynamics for Non-Resistive Relativistic Plasmas
基于非电阻性（一般）相对论粘性等离子体的14矩封闭，我们描述了一个新的数值方案，能够处理所有的一阶耗散效应（热传导，体和剪切粘度），以及各向异性诱导的存在下的磁场。后者根据热陀螺频率或等效地热拉莫尔半径来参数化，并且允许正确地捕获热霍尔效应。通过求解一个扩展的Israel-Stewart-like系统的耗散量，通过刚性松弛强制执行代数约束，我们能够将所有一阶耗散项转换为通量发散形式。这使我们能够应用传统的高分辨率激波捕捉方法的方程，使该系统适用于高湍流的数值研究。我们提出了几个数值测试，以评估我们的数值方案在平坦时空的鲁棒性。14矩闭合可以无缝地插值于中子星合并中发现的高度碰撞极限和适用于黑洞吸积问题中弱碰撞等离子体的相对论布拉金斯基磁流体力学的高度各向异性极限之间。我们相信，这种新的配方和数值方案将是有用的相对论磁化流的广泛的类。
2021-09-07 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Resistive magnetohydrodynamic simulations of X-line retreat during magnetic reconnection
为了研究电流片运动对重联过程的影响，我们进行了电阻磁流体动力学（MHD）模拟两个位置接近的重联网站移动远离对方的重联发展。这种模拟的发展速度比其他等效的单扰动模拟，但最终表现出更高的重连率。未受阻碍的流出射流比指向两个电流片之间形成的磁岛的流出射流更快且更长。X线和流动停滞点位于每个电流片的尾端附近，非常靠近阻塞出口。X线后退的速度范围为~0.02-0.06，而驻点后退的速度范围为~0.03-0.07，单位为初始上游Alfven速度。在早期，流动停滞点位于比X线更靠近电流片中心的位置，但是在稍后这两个点的相对位置切换。因此，在时间的后期，在X线后退的相反方向上，有显著的等离子体流穿过X线。在整个模拟过程中，X线处的速度不等于X线的速度。受这些结果的启发，在X点的局部参数的X线撤退率的表达式推导出来。这个表达式表明，X线撤退是由于两个平流的散装等离子体流和扩散的正常分量的磁场。
2010-09-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Self-consistent simulation of resistive kink instabilities with runaway electrons
本研究提出并在M3D-C1代码中实现含等离子体与逃逸电子自洽相互作用的新型流体模型，成功模拟DIII-D托卡马克逃逸电子损失事件中的扭结不稳定性，与实验吻合良好，可为ITER逃逸电子缓解策略研究提供支撑。
2021-04-22 physics.plasm-ph
Observations of Heteroclinic Bifurcations in Resistive MHD Simulations of the Plasma Response to Resonant Magnetic Perturbations
在单流体和双流体电阻磁流体动力学（MHD）模拟中，发现了旋转球形托卡马克等离子体中一类新的静态磁流体动力学（MHD）磁岛分叉。随着外部施加的非轴对称磁场扰动的幅度在这些模拟中增加，构成等离子体中的共振螺旋磁岛的子集的内部通量表面逐渐伸长并经历异宿线分叉。分叉的结果是产生一组新的双曲椭圆不动点，正如Poincaré-Birkoff不动点定理所预言的那样。场线计算不包括电阻MHD等离子体响应所施加的扰动场不经历这类分叉，表明在分叉过程中的等离子体自组织的重要性。
2018-06-12 physics.plasm-ph
Scaling laws of resistive magnetohydrodynamic reconnection in the high-Lundquist-number, plasmoid-unstable regime
当系统的Lundquist数（$S$）超过某一临界值时，系统中的Sweet-Parker层对等离子体团不稳定性是不稳定的。在本文中，数值标度研究已经完成了一个岛屿合并系统由一个低水平的随机噪声驱动。在早期阶段，一个初级Sweet-Parker层形成之间的两个合并的岛屿。当Lundquist数大于临界值$S_{c}\simeq4\times10^{4}$时，初级Sweet-Parker层通过多级级联分裂成多个等离子体团和更薄的电流片.由于等离子体团的不稳定性，该系统实现了快速的非线性重联率，几乎是独立的$S$，只有微弱的依赖于噪声的水平。发现线性状态中的类质团的数量与$S^{3/8}$成比例，如早期渐近分析所预测的（Loureiro \emph{et al.}，Phys. Plasmas \textbf{14}，100703（2007））。在非线性状态下，等离子体团的数量遵循更陡的标度，并且与$S$成比例。发现电流片的厚度和长度与$S^{-1}$成正比，电流片的局部电流密度与$S^{-1}$成正比。启发式的参数，在支持这些缩放关系。
2010-03-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Computation of Magnetohydrodynamic Equilibria with Voigt Regularization
本研究首次探索用Voigt正则化求解无嵌套磁面假设的MHD平衡，通过二维理想与电阻测试验证其可显著加快电阻MHD问题收敛，为高效鲁棒的MHD平衡求解器及聚变装置设计提供新方向。
2025-06-12 physics.comp-ph physics.plasm-ph
A novel structure preserving semi-implicit finite volume method for viscous and resistive magnetohydrodynamics
在这项工作中，我们介绍了一种新的半隐式结构保持有限体积/有限差分格式的粘性和电阻方程的磁流体动力学（MHD）的基础上适当的3分裂的控制PDE系统，它被分解为第一个对流子系统，第二个子系统涉及的速度场与磁场的耦合和第三个子系统涉及的压力-速度耦合。显式离散的非线性对流项，而其余两个子系统占阿尔芬波和磁声波隐式处理。最后的算法是至少正式约束，只有一个温和的CFL稳定性条件依赖于纯流体动力对流的速度场。为了在离散水平上精确地保持磁场的无发散约束，采用了一组适当的重叠对偶网格。所得到的线性代数系统被证明是对称的，因此可以通过一个有效的标准无矩阵共轭梯度算法来解决。所提出的算法的特点之一是磁场被定义在主网格的边缘上，而电场被定义在面上。该格式是求解非线性粘性和电阻性MHD方程的一种新的激波捕捉、守恒和结构保持的半隐格式。几个数值试验表明，我们的新的求解器的主要特点：线性稳定性的意义上的李雅普诺夫验证在一个规定的常数平衡解; 2阶的收敛数值估计;冲击捕捉能力证明对一组标准的严格的MHD冲击问题;准确性和鲁棒性验证对一组非平凡的2-和3-维MHD问题。
2021-02-24 astro-ph.IM cs.CE cs.NA
Plasma pressure response to non-inductive current drive in axisymmetric visco-resistive MHD steady-states
针对黏阻 MHD 托卡马克稳态模型压力水平不真实的问题，本文构建压力 Poisson 方程并引入非感应电流驱动修正环向电流，显著改善压力剖面。
2025-07-28 physics.plasm-ph
Relativistic magnetohydrodynamics from kinetic theory
Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）
基于相对论Boltzmann-Vlasov方程和14矩近似，推导了强电磁场下相对论耗散磁流体动力学的因果二阶方程，揭示了磁场诱导的各向异性输运和耗散振荡。
2026-07-01 astro-ph.HE hep-th nucl-th
A New numerical scheme for resistive relativistic MHD using method of characteristics
我们提出了一种新的数值方法的特殊相对论电阻磁流体动力学标量电阻率，可以处理一系列的现象，从非相对论的相对论（冲击，接触不连续性，和阿尔文波）。该格式采用近似黎曼解计算流体的数值通量，采用特征线法计算电磁场。由于该方案采用了合适的特征速度，因此能够精确地解决不能近似为理想磁流体力学且特征速度远低于光速的问题。数值结果表明，我们的格式可以解决上述问题以及近似理想的MHD问题。我们的新方案特别适合于初始磁场较弱的系统，以及相对论和非相对论速度的混合现象;例如，吸积盘中的MRI和超阿尔夫文湍流。
2011-05-28 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.comp-ph
Control of resistive wall modes in a cylindrical tokamak with plasma rotation and complex gain
在具有电阻率、粘性和环向旋转的托卡马克圆柱模型中，研究了磁流体动力学（MHD）模的反馈镇定。该控制基于刚好在电阻壁内部的磁场的法向分量和切向分量的线性组合。反馈包括复增益，对于法向分量和切向分量，并且对于前者的反馈的虚部等同于等离子体旋转。本文的工作包括：（1）用简化的电阻MHD模型对具有有限β和阶跃函数电流密度和压力分布的托卡马克进行分析;（2）用完全可压缩的粘阻MHD模型和电流密度和压力的平滑下降分布进行计算。平衡对于β = 0是稳定的，并且对于两种情况计算了边缘稳定性值$β_{rp,rw}<β_{rp,iw}<β_{ip,rw}<β_{ip,iw}$（电阻性等离子体，电阻性壁;电阻性等离子体，理想壁;理想等离子体，电阻性壁;理想等离子体，理想壁）。主要结果如下：（a）正常传感器或等离子体旋转的虚增益稳定在低于$β_{rp,iw}$，因为旋转抑制通量从等离子体通过壁向外扩散，并且更令人惊讶的是，（b）正常传感器的旋转或虚增益不稳定在高于$β_{rp,iw}$，因为它阻止反馈通量通过电阻壁进入等离子体以形成虚壁。切向传感器的虚增益的影响更复杂，但在$β_{rp,iw}$之上和之下基本上不稳定。提出了一种在$β>β_{rp,iw}$机制中存在旋转的情况下使用复增益进行优化的方法。
2014-06-20 physics.plasm-ph
A Numerical Simulation of the Reconnection Layer in 2D Resistive MHD
在本文中，我们提出了一个二维的，时间相关的，数值模拟的重联电流层在不可压缩的电阻磁流体力学与均匀电阻率的限制非常大的Lundquist数。我们使用现实的边界条件来自一致的外部磁场，我们也考虑到反压力的影响，从流动到分界线区域。我们发现，在几个阿尔芬倍的系统从一个任意的初始状态发展到一个稳定的状态与Sweet-帕克模型一致，即使初始状态是Petschek的。
2000-03-21 astro-ph physics.plasm-ph
Two-fluid MHD Regime of Resistive Drift-Wave Instability
漂移不稳定性有助于边缘湍流和纬向流的形成，从而导致托卡马克中的异常输运。实验经常发现微尺度湍流与大尺度磁流体动力学（MHD）过程强烈耦合，而一直缺乏一个通用的框架，可以涵盖这两个制度，特别是，他们的耦合。本文采用全双流体MHD模型研究了线性电阻漂移波不稳定性，并在NIMROD程序中进行了数值模拟。分析和数值分析揭示了宏观尺度的全球漂移波本征模耦合MHD动力学和说明一个非单调的色散关系，相对于垂直和平行波数。NIMROD结果还揭示了径向模式结构中的边缘局部化行为，随着方位角模式数的增加，这意味着由于密度分布的不均匀性，2流体效应的依赖性。边缘局域化引入了有效垂直波数对垂直模数的非平凡依赖性，这可以解释全局色散关系与传统局部理论的局部近似之间的定量差异。
2018-06-08 physics.plasm-ph
Causality Bounds on Dissipative General-Relativistic Magnetohydrodynamics
本文推导了在弯曲时空中具有扩散效应的 Braginskii 磁流体动力学相对论推广满足因果性和强双曲性的充要条件，发现因果性严格限制了非理想效应和动力学不稳定性，对评估超大质量黑洞附近等离子体模拟的有效范围至关重要。
2024-08-30 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
2D Numerical Simulation of the Resistive Reconnection Layer
在本文中，我们提出了一个二维数值模拟的重联电流层在不可压缩的电阻磁流体力学与均匀电阻率在极限的非常大的Lundquist数。我们使用现实的边界条件来自一致的外部磁场，我们也考虑到反压力的影响，从流动到分界线区域。我们发现，在几个阿尔芬倍的系统达到一个稳定的状态与Sweet-帕克模型一致，即使初始状态是Petschek。
1999-07-14 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Higher-order dissipative anisotropic magnetohydrodynamics from the Boltzmann-Vlasov equation
本文将矩方法应用于相对论 Boltzmann-Vlasov 方程推导任意张量秩不可约矩运动方程，通过系统截断与闭合，分别导出了高阶耗散电阻性磁流体力学理论及一种动量各向异性独立于外磁场的新颖耗散电阻性各向异性磁流体力学理论。
2025-01-28 hep-ph nucl-th physics.plasm-ph
A comparison of incompressible limits for resistive plasmas
由于不可压缩性约束不影响理想的磁流体动力学（MHD）边缘稳定点，因此常被用来简化线性等离子体动力学的MHD描述。本文比较了在圆柱形等离子体模型中引入不可压缩性的两种方法：第一种方法采用极限$γ\to \infty$，其中$γ$是比热比;第二种方法采用各向异性质量张量$\mathbfρ$，平行于磁场的分量取为零，即$ρ_{\parallel} \to 0$。电阻MHD的使用揭示了这两个极限的性质，因为理想MHD的Alfvén和慢磁声连续谱被转换为点谱并移动到复平面中。这两个极限都深刻地改变了慢磁声谱，但只有第二个极限忠实地再现了电阻阿尔文谱及其波模。在理想MHD中，慢磁声连续谱在第一种方法中退化为Alfvén连续谱，而在第二种方法中它被移动到无穷远。在第一个简并被打破有限的电阻率。对于这些模型的数值和半解析研究，我们选择等离子体平衡投光在早期文献中发现的结果令人困惑的方面。
2004-05-03 physics.plasm-ph
Legolas: magnetohydrodynamic spectroscopy with viscosity and Hall current
等离子体中的许多线性稳定性方面受到超出基本理想磁流体动力学（MHD）描述的非理想效应的严重影响。在这里，现代开源MHD光谱代码Legolas与粘度和霍尔电流的扩展是突出的，并以一组严格的历史和最近的发现为基准。粘性扩展被证明在一个圆柱形的设置具有泰勒-库埃特流和粘阻等离子体板与撕裂模式。对于霍尔扩展，我们展示了如何在一个无限均匀介质中的全本征模谱的解析色散关系。我们量化的霍尔项的电阻撕裂模式在哈里斯电流片的影响，包括压缩性的影响，这是在早期的研究中没有。此外，我们说明了如何Legolas模仿不可压缩的限制，很容易比较文献的结果。超越发表的研究结果，我们强调的重要性，计算完整的本征模谱，以及如何修改的频谱元素的可压缩性。这些扩展允许未来的稳定性研究与莱戈拉斯正在进行的发电机实验，原行星盘，或磁重联。
2022-06-15 physics.plasm-ph
Modification of the resistive tearing instability with Joule heating by shear flow
本研究利用开源磁流体力学光谱工具Legolas，探究了剪切流对两种可压缩等离子体片构型中含焦耳热的线性电阻性撕裂不稳定性的影响，发现多磁零面下剪切流会改变撕裂行为，且增长率存在偏离解析标度律的区间，凸显了数值研究的必要性。
2024-02-19 physics.plasm-ph
Magnetic reconnection with a 0.1 rate: Effective resistivity in general relativistic magnetohydrodynamics
Canadian Institute for Theoretical Astrophysics（加拿大理论天体物理研究所）；Department of Physics, University of Toronto（多伦多大学物理系）；David A. Dunlap Department of Astronomy & Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学大卫·邓拉普天文与天体物理系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；Department of Astronomy, Columbia University（哥伦比亚大学天文学系）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平顿研究所计算天体物理学中心）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；Princeton Center for Theoretical Science and Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学理论科学中心和天体物理科学系）；Anton Pannekoek Institute（安东·潘内克研究所）
该研究通过引入有效电阻率模型，展示了相对论磁流体动力学在模拟磁重联速率方面的能力，特别是在中子星和黑洞磁osphere中的应用。
2026-01-05 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Dynamic alignment and plasmoid formation in relativistic magnetohydrodynamic turbulence
我们提出了高分辨率的二维和三维模拟磁化衰减湍流的相对论电阻磁流体力学。模拟结果表明，动态形成的大规模间歇性长寿命的电流片被破坏的撕裂不稳定性成等离子体链。这些电流片是增强的磁场耗散和等离子体加热的位置。我们发现磁场能量谱$\propto k^{-3/2}$，连同强烈明显的动态排列的Elsasser场和速度和磁场，强导场湍流，而我们检索谱$\propto k^{-5/3}$的情况下，弱导场。
2021-11-16 astro-ph.HE physics.plasm-ph
A resistive extension for ideal MHD
我们提出了一个扩展的特殊相对论，理想磁流体力学（MHD）方程，旨在捕捉由于电阻率的影响。该扩展采取了一个简单的形式，一个额外的源项，当实现数字，示出模仿的行为所产生的一个完全电阻MHD描述的初始数据的范围。扩展是从第一原理参数发展而来的，因此不需要微调参数，这意味着它可以应用于广泛的动力系统。此外，我们的扩展不会遭受相同的刚度问题所产生的电阻MHD，因此可以迅速发展使用显式方法，与目前的方法相比，性能的好处大约一个数量级。
2019-10-02 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.flu-dyn
Magnetic reconnection and plasmoid formation driven by the two-dimensional resistive kink instability in a current hole configuration
我们调查的非线性演化的$m = 1$电阻内部扭结模式在一个二维（2D）配置包含一个中心区域的负电流密度，也被称为“电流孔”设置。有限元程序FINMHD用于求解一组简化的不可压缩磁流体动力学（MHD）方程与电流涡公式。首先，扭结不稳定性线性发展与电阻性内部扭结模式的一般理论一致，并随后导致电流片的形成。在相对较低的伦德奎斯特数$S$，磁重联过程进行的速度预测的斯威特帕克制度。相反，当$S$超过一个临界值，即$S_c \simeq 10^4$时，电流片会被稍低于阿尔文时间尺度的等离子体团的形成所破坏。在后一种情况下，一个随机重联制度表现出Petshek型功能丰富的等离子体团达到。还测量了$0.02$阶的相对快的归一化重连率值。最后，我们比较我们的结果与那些在类似的2D以前的研究中使用理想的MHD不稳定性启动的过程，并讨论其相关的等离子体链的形成和相关的快速重联制度的一般理论。
2020-10-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Plasmoid Instability in High-Lundquist-Number Magnetic Reconnection
近年来，我们对电阻磁流体力学中磁重联的认识发生了根本性的变化。传统观点认为，在层流高伦德奎斯特（$S$）等离子体中，由电阻率介导的磁重联是缓慢的，受到Sweet-Parker理论预测的重联率的缩放的限制。然而，最近的研究表明，当$S$超过一个临界值$\sim10^{4}$时，Sweet-Parker电流片不稳定到超阿尔夫文等离子体团不稳定性，线性增长率与$S^{1/4}$成比例。在充分发展的统计稳态的二维电阻磁流体动力学模拟，归一化的平均重联率约为0.01，几乎独立于$S$，和分布函数$f(ψ)$的等离子体磁通量$ψ$遵循幂律$f(ψ)\simψ^{-1}$。当包含霍尔效应时，等离子体团不稳定性可能触发霍尔重联的发生，即使不满足传统的发生判据。丰富多样的可能的重联动力学组织在一个相图的框架。
2013-02-08 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.plasm-ph
Nonlinearly Causal General-Relativistic Two-Fluid Dissipative Magnetohydrodynamics
California Institute of Technology（加州理工学院）
本文提出广义相对论19矩耗散磁流体动力学表述，推导非线性因果条件，开发高性能激波捕获格式，并验证于黑洞吸积等场景，捕获重联率等关键特征。
2026-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
