Nonlinear Simulation of Drift Wave Turbulence
在一个二维版本的修改后的长谷川若谷（HW）模型，它描述了静电电阻漂移波湍流，涡度和密度之间的电阻耦合不作用于纬向分量（$k_{y}=0$）。因此，有必要修改HW模型，以适当地处理纬向分量。修正后的方程数值求解，可视化和分析的解决方案显示稳定的带状流的产生，通过转换的湍流动能，以及随之而来的湍流和运输抑制。通过比较表明，修正是产生纬向流的必要条件。
2007-03-30 physics.plasm-ph
Two-stage Crash Process in Resistive Drift Ballooning Mode Driven ELM Crash
本研究通过全环形环域数值模拟，发现电阻漂移气球模驱动的边缘局域模存在两阶段崩塌过程，揭示了全环域非线性相互作用对ELM触发动力学的显著影响。
2023-10-07 physics.plasm-ph
Achieving Fast Reconnection in Resistive MHD Models via Turbulent Means
天体物理流体一般是湍流的，在建立适用于天体物理、太阳或日球环境的磁重联模型时，必须考虑这种湍流的存在。此外，重联本身会引起湍流，这对重联过程提供了重要的反馈。本文讨论了在电阻MHD近似下，磁重联加速的理论模型和数值证据。我们认为Lazarian和Vishniac湍流重联理论和Lapenta的数值实验证明的自发发病的湍流重联系统，最初是层流之间的关系。
2011-10-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Investigating Turbulence Effects on Magnetic Reconnection Rates Through Three-Dimensional Resistive Magnetohydrodynamical Simulations
本研究通过三维高分辨率MHD模拟验证湍流环境下磁重联率与伦德奎斯特数无关，支持快速湍动重联理论，同时探究了等离子体β和磁普朗特数对重联率的影响。
2025-06-04 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Resistive tearing: numerical exploration of nonmodal effects
本研究推导了不可压缩电阻性MHD的非模态稳定性工具与预解算子，通过数值模拟探究了瞬态增长对撕裂模的触发作用，发现其具有强范数依赖性且无法触发完全等离子体不稳定性，为等离子体湍流研究提供了新参考。
2024-10-28 physics.plasm-ph
Resistive evolution of toroidal field configurations and their relation to magnetic clouds
我们研究了局部自组织磁流体动力学平衡的电阻演化。在该配置中，磁力通过由压力中的环形凹陷引起的压力来平衡。当这个低压区域阻止进一步膨胀到更高压力的外部等离子体中时，达到平衡。我们发现，对于所研究的参数，当重新缩放到电阻时间时，结构的电阻演化遵循一个普遍的模式。有限的电阻率导致磁场强度的减小和等离子体流体相对于静力平衡的有限滑移。这种滑移是由普菲尔施-施吕特型扩散引起的，类似于托卡马克平衡中所看到的。净效应是该配置保持在静磁平衡，同时其尺寸缓慢增长。结构的旋转变换在整个结构中几乎是恒定的，并且根据幂律减小。在模拟中，当高度缠结的磁力线在高压（相对于磁场强度）环境中松弛时，就会观察到这种平衡，这种情况发生在日冕环的扭曲场被喷射到行星际太阳风中时。在本文中，我们将这种局部MHD平衡与太阳风中的磁云联系起来。
2018-12-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Real frequency tearing layers with parallel dynamics and the effect on locking and resistive wall modes
在等离子体坐标系中具有实频率的撕裂模式（即，除了由于$E\times B$旋转引起的多普勒频移之外）具有潜在的重要性，因为它们对锁定过程有影响。特别是，它最近被证明[J。Finn，A. J. Cole和D. P. Brennan，Phys. Plasmas（Letters），22：120701，2015]，在存在所施加的误差场的情况下等离子体上的麦克斯韦扭矩对于具有接近边缘稳定性的实频率的撕裂模式被显著修改。此外，它是已知的[J。Finn和R. A. Gerwin，Phys. Plasmas，3：2344，1996]，如果撕裂模式具有接近边缘稳定性的实频率，则电阻壁撕裂模式可以通过旋转而在其无壁极限以下不稳定。在本文中，我们首先推导出撕裂模色散关系与压力梯度，磁力线曲率和平行动力学的连续惯性（RI）制度，忽略的$E\times B$漂移和垂直电阻率的发散。结果表明，在忽略垂直电阻率和$E\times B$漂移发散的简化模型中，出现了通常的Glasser效应，即包含实频率的环形效应。我们还发现，使用一个类似的简单的模型，令人惊讶的结果，在粘阻制度的压力梯度，有利的曲率由于环形效应，和平行的动力学，一个类似的Glasser-like效应被发现，我们表明，在这两个制度的撕裂模式的存在与复杂的频率附近的静电电阻交换模式与复杂的频率。我们讨论了锁定到一个错误字段的效果和显着降低的门槛不稳定的…
2017-08-15 physics.plasm-ph
Magnetic turbulence and pressure gradient feedback effect of the $1/2$ mode soft-hard MHD limit in Large Helical Device
本研究的目的是分析磁湍流和压力梯度之间的反馈过程中的LHD内移位形，以及它的作用，在软硬兼施的不稳定性之间的过渡由模式$1/2$在中等等离子体驱动的MHD制度。在本文中，我们总结了两个不同的伦德奎斯特数，$S = 2.5 \times 10^5$和$10^6$，假设在慢重联制度的等离子体模拟的结果。高Lundquist数模拟的结果表明，LHD中间等离子体区域中的磁湍流和压力梯度低于临界值，以驱动向硬MHD状态的转变，因此仅触发软MHD极限中的弛豫（$1/2$类磁共振事件）[Phys. Plasmas 19，082512（2012）]。在低Lundquist数的情况下，系统达到硬磁流体极限，观察到等离子体崩溃。
2017-04-05 physics.plasm-ph
Analysis of fast turbulent reconnection with self-consistent determination of turbulence timescale
本文给出了用湍流模型模拟磁重联问题的结果。在该模型中，除了平均密度，动量，磁场和能量方程，湍流交叉螺旋度$W$，湍流能量$K$和它的耗散率$\varepsilon$的演化方程同时求解计算的磁重联率的哈里斯型电流片。与以往基于代数模型的研究相比，湍流时间尺度是由$K$和$\varepsilon$的非线性演化决定的，它们的比值是一个时间尺度。我们比较我们的平均场模型产生的重联率的电阻非湍流MHD率。为了测试是否产生不同的重联制度，我们改变了初始强度的湍流能量和研究的磁通量重联的时间。
2019-05-04 physics.plasm-ph
Statistical analysis of Hasegawa - Wakatani turbulence
电阻漂移波湍流是一个多用途的范例，可用于了解在聚变装置的边缘输运。长谷川-若谷模型捕捉了漂移湍流的基本物理学，同时保留了对该过程进行定性理解所需的简单性。我们提供了一个理论解释的数值生成的概率密度函数（PDF）的间歇性事件在长谷川若谷湍流与强制均分的能量在大尺度的带状流和小尺度漂移湍流。我们发现，在很宽的范围内的绝热指数值的随机分量代表的小尺度湍流漩涡的流动，从ARIMA模型，表现出超扩散统计，符合间歇性运输。大事件的PDF（高于一个标准差）很好地近似于拉普拉斯分布，而小事件通常表现出高斯特性。此外，还存在一个强烈的影响，例如，通过剪切，然后粘性耗散保持一个亚扩散特性的通量的纬向流。
2017-06-09 physics.plasm-ph
Nonlinear Dynamics of Magnetic Islands Imbedded in Small-Scale Turbulence
在一个简化的磁流体动力学模型中，数值研究了压力梯度驱动湍流中磁撕裂岛的非线性动力学行为。这项研究揭示了撕裂不稳定性的线性和非线性阶段的压力梯度的属性控制的制度。在这些区域中，压力和磁通量之间的相互作用决定了饱和状态的动态。二次不稳定性可以发生，并通过触发极向旋转强烈修改磁岛动力学。结果表明，复杂的非线性相互作用之间的岛屿和湍流是非局部的，涉及小尺度。
2011-03-23 physics.plasm-ph
A Model of Energetic Ion Effects on Pressure Driven Tearing Modes in Tokamaks
能量被困离子的线性电阻磁流体动力学（MHD）不稳定性的影响进行了研究，在一个简化的模型，捕捉基本的物理驱动或阻尼的模式，通过磁剪切的变化。被捕获的能量离子的慢下来的分布与电阻MHD不稳定性的漂移动力学轨道相互作用被集成到一个标量贡献的扰动压力，并进入电阻MHD色散关系的渐近匹配形式主义。包括环形磁场线曲率，以在另外的圆柱形模型中对颗粒分布中的捕获进行建模。重点是一个配置，驱动不稳定的m/n = 2/1模式，通过增加压力，其中m是极向模式数和n的环形。粒子和压力可以影响芯区域中的模式，在芯区域中可以存在低的和反向的剪切，并且在谐振表面外部可以存在显著的正剪切。结果表明，高能离子在显著的正切变中运行时，对模式产生阻尼和稳定作用，增加了边缘稳定边界。然而，具有低剪切和反向剪切的内核区域贡献可能会导致模式不稳定。剪切对高能离子压力贡献的这种影响被认为是与文献相一致的。这些结果解释了在δf - MHD模拟中发现2/1模被高能离子阻尼和稳定，而在模拟中发现2/1模被驱动不稳定的现象。这也被发现是一致的2/1模式的稳定性显着改变与核心剪切的相关实验观察。
2017-03-02 physics.plasm-ph
On the relationship between the multi-region relaxed variational principle and resistive inner layer theory
本文利用 SPEC 实现 MRxMHD 稳定性计算，揭示其变分能量原理与电阻奇异层理论在线性撕裂模稳定边界上的对应关系。
2022-09-12 physics.plasm-ph
Nonlinear axisymmetric resistive magnetohydrodynamic equilibria with toroidal flow
在非线性磁流体力学理论框架内，研究了导体包围的纯环形流的电阻轴对称等离子体的平衡问题。证明了：a）极向电流密度为零; b）除理想情况外，等离子体边界上的压力分布应为零。对于等温磁面、等熵磁面和等密度磁面，其平衡态服从极向磁通量函数的椭圆型偏微分方程，其形式与理想平衡态的相应方程相同。电导率既不可能是均匀的，也不可能是一个表面量，但它会限制平衡解的可能类别，例如，对于所考虑的情况，具有斯皮策电导率的唯一可能的平衡是圆柱形的。
1997-09-16 physics.plasm-ph
Toroidal Vortices in Resistive Magnetohydrodynamic Equilibria
在考虑欧姆定律的磁流体力学（MHD）中，电阻稳态与理想稳态有很大的不同。只有对于特殊的（可能是非物理的）电阻率分布，静态力平衡方程中的洛伦兹力才能表示为标量的梯度，从而抵消标量压力的梯度。一般来说，洛伦兹力有一个旋度，其方向是产生环形涡。在这里，我们计算，碰撞，高粘性磁流体，所需的轴对称环形稳态的流量，假设均匀的标量电阻率和粘度。流动起源于成对的环形涡流（在所谓的“双烟圈”配置中），并且被认为可能在这种类型的环形驱动磁流体的内部无处不在。这种涡流的存在被证明是为了表征磁流体超过高粘度极限，它们是很容易计算的。
1996-10-07 physics.plasm-ph
Effect of radial pressure corrugations and profile shearing on turbulence in Fusion plasmas
本文研究聚变等离子体台基区中精细尺度径向压强波纹对ETG湍流的影响，发现波纹使ETG模分裂为三个本征值，并通过与局域压强梯度成正比的剖面剪切打碎湍流涡旋、降低输运，提出这是一种普遍的湍流饱和机制。
2025-07-21 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
Drift Wave versus Interchange Turbulence in Tokamak Geometry: Linear versus Nonlinear Mode Structure
本文通过三维托卡马克通量管的计算，研究了一般E-cross-B漂移湍流中漂移波与交换物理的竞争。对于一组给定的背景尺度，参数空间可以覆盖的等离子体β和漂移波碰撞。在足够大的等离子体β湍流爆发成理想的气球模式和饱和，只有通过耗尽自由能的背景压力梯度。在高碰撞，它发现一个更渐进的过渡到电阻气球。在中等β和碰撞，它保留漂移波的字符，定性相同的简单的二维板模型。其根本原因是非线性涡度平流，通过这种非线性涡度平流，自持漂移波湍流取代了线性不稳定性，在线性不稳定性增长之前将它们分散开，从而将其自身的物理特性强加于动力学。这种涡度平流催化梯度驱动，而饱和仅通过压力扰动的湍流混合发生。这种情况持续在整个托卡马克边缘参数空间。本文讨论了简化的等温模型和完全的温离子模型。
2002-07-31 physics.plasm-ph
Theoretical analysis of the saturation phase of the $1/1$ energetic-ion-driven resistive interchange mode
本研究的目的是分析在LHD等离子体的能量离子驱动的电阻交换模式（EIC）的饱和制度。一组非线性模拟进行的FAR 3D代码，使用减少的MHD模型的热等离子体耦合与gyrofluid模型的高能粒子（EP）物种。通过修改平均漂移速度算子引入螺旋捕获的EP分量，以包括它们的进动漂移。非线性模拟结果示出了与实验观察类似的1/1 EIC饱和相位，再现了n/m = 1/1电阻性互换模式（RIC）幅度和宽度随着EP $β$增加而增强，1/1 EIC激发的EP β阈值，1/1 EIC的进一步不稳定，因为螺旋捕获的EP的数量增加，并触发爆发事件。在爆发事件期间计算的1/1 EIC的频率为9.4 kHz，并且2/2和3/3泛音是不稳定的，与实验中测量的频率范围和复模态结构一致。此外，模拟显示了由于3/4和2/3 EPM的非线性失稳，1/1 EIC向内传播，导致在突发事件期间谐振之间的部分重叠。最后，1/1 EIC稳定阶段的分析表明，1/1 RIC的激励，只要由1/1 EIC在压力分布中引起的扁平消失，导致在等离子体周边的压力梯度的检索和RIC稳定性极限的克服。
2022-01-03 physics.plasm-ph
Revisiting compressible and incompressible pressure-strain interaction in kinetic plasma turbulence
本文通过动力学 PIC 模拟重新分析等离子体湍流压力-应变相互作用，指出 Pi-D 并非纯不可压缩项，其可压缩成分在低 β 条件下显著且与不可压缩 Pi-D、压力膨胀反相关。
2025-03-14 physics.plasm-ph physics.space-ph
The effect of shear flow on the resistive tearing instability
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克学院）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）
本研究探讨了强剪切流对电阻性撕裂不稳定性的影响，发现剪切流会抑制不稳定性增长，且最大增长速率的波数随流体剪切强度增加而增大。
2025-03-26 physics.plasm-ph physics.space-ph
Magneto-immutable turbulence in weakly collisional plasmas
我们提出，压力各向异性导致弱碰撞湍流等离子体自组织，以抵抗磁场强度的变化。我们将这种效应称为“磁不变性”，与不可压缩性（对压力变化的抵抗力）类似。当压力各向异性变得与磁压力相当时，这种效应是很重要的，这表明在无碰撞的弱磁化（高$β$）等离子体中，其动力学相关性与不可压缩性相似。磁化湍流的模拟使用弱碰撞Braginskii模型表明，磁不变湍流是惊人的相似，在大多数统计措施，临界平衡MHD湍流。然而，为了使磁场变化最小化，流动方向变得比MHD更受约束，并且湍流更强烈地由磁能（非零“剩余能量”）主导。这些效应代表了压力各向异性和流体湍流之间的关键差异，并且应该在$β\gtrsim1$湍流太阳风中观察到。
2019-01-15 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Ion-scale transition of plasma turbulence: Pressure-strain effect
我们利用直接数值模拟研究了类太阳风等离子体湍流的性质。我们分析了从大，磁流体动力学（MHD）尺度的离子特征的使用二维混合（流体电子，动力学离子）模拟的过渡。为了捕获和量化湍流特性，我们应用Karman-Howarth-Monin（KHM）方程的可压缩霍尔MHD（扩展考虑等离子体压力作为张量）的数值结果。KHM分析表明，从MHD到离子尺度的转变（功率谱中的所谓离子断裂）是霍尔物理学的开始和由于压力-应变能量交换通道和电阻率的有效耗散的组合的结果。我们讨论的背景下，太阳风的模拟结果。
2022-03-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Exact law for compressible pressure-anisotropic magnetohydrodynamic turbulence: toward linking energy cascade and instabilities
本文导出了可压缩压力各向异性磁流体动力学湍流的第一精确定律。对于一个gyrotropic压力张量，我们研究了双绝热的情况下，并显示存在新的通量和源项的确切法律，让人想起的等离子体不稳定条件，由于压力各向异性。霍尔长期示出，使离子尺度修正的确切法律，而不明确影响的压力项。在压力各向同性的限制，我们恢复所有已知的等温和多方封闭的结果。不可压缩极限的回旋系统导致的推广的Politano和Pouquet的法律，其中一个新的{ \it不可压缩}源项被发现，并反映了交流的磁场和动能与不再保守的内能。我们强调了新的法律提供的可能性，以调查湍流级联和不稳定性之间的潜在联系广泛观察到的实验室和天体物理等离子体。
2022-03-24 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
On the Conservation of Turbulence Energy in Turbulence Transport Models
Zank等人开发了描述非均匀流中低频不可压缩和几乎不可压缩湍流传输的模型。形式主义是基于表达的波动变量的Elsässar变量，然后采取“时刻”受到各种封闭的假设。根据等离子体β状态是大的还是1阶或更小，湍流传输模型是不同的。在这里，我们明确地表明，这两套湍流输运模型承认一个守恒表示，类似于著名的WKB输运方程的阿尔芬波能量密度后，引入适当的定义的“压力”与湍流波动。这包括为3D不可压缩湍流（大等离子体β极限）引入不同的湍流压力张量，以及为准2D和平板湍流（等离子体β阶1或小区域）引入压力张量，其概括了WKB压力张量的形式。不同的湍流压力张量的各种限制进行了讨论。然而，由于多种原因，湍流传输模型的守恒形式与WKB模型之间的相似性并不接近，包括湍流模型表达完全非线性的物理过程，而不是严格的线性WKB描述。这里提出的分析作为一个检查的有效性和正确性的湍流传输模型，并提供了更大的透明度的能量耗散项和“湍流压力”在我们的模型，这是重要的许多实际应用。
2021-11-22 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Turbulence in collisionless plasmas: statistical analysis from numerical simulations with pressure anisotropy
在过去的几年里，我们经历了越来越多的兴趣，在理解的物理性质的无碰撞等离子体，主要是因为大量的天体物理环境，例如，星团内介质（ICM），包含磁场是强大到足以耦合到电离气体和密度足够低，以防止压力各向同性相对于磁力线方向的特点。在这些条件下，一类新的动力学不稳定性出现，如消防水龙带和镜像的，这是在文献中广泛研究。然而，在压力各向异性的存在下，它们在湍流演化和叶栅过程中的作用仍然不清楚。在这项工作中，我们提出了第一个统计分析的湍流在无碰撞等离子体中使用三维双等温磁流体力学与Chew-Goldberger-Low封闭（CGL-MHD）的数值模拟。我们研究了具有不同初始条件的模型，以考虑水龙带和镜像不稳定性，并获得不同的湍流状态。我们研究了密度和速度涨落的概率分布函数、谱、结构函数和各向异性。结果表明，在某些情况下，不稳定性显着修改的统计特性的湍流，即使初步和限制到非常具体的条件下，表明湍流的物理性质在无碰撞等离子体中，在ICM中发现的，可能是非常不同的，从很大程度上被认为是什么。其影响范围从能量交换到宇宙射线加速。
2010-12-23 astro-ph.GA physics.plasm-ph
Impact of pressure anisotropy on the cascade rate of Hall-MHD turbulence with biadiabatic ions
本文利用精确定律通过三维直接数值模拟评估了离子压力各向异性对双绝热离子 Hall-MHD 湍流级联率的影响，发现其可增强或降低级联率，并提出一种基于傅里叶的数值计算方法。
2024-10-25 nlin.CD physics.plasm-ph
Anisotropy and intermittency in drift-wave turbulence with zonal flows: a two-dimensional continuous wavelet analysis
Institute of Materials and Systems for Sustainability, Nagoya University（名古屋大学材料系统可持续研究所）；Institut de Mathématiques de Marseille (I2M), Aix-Marseille Université, CNRS（马赛数学研究所（I2M），艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心）；National Institute for Fusion Science（国立核聚变科学研究所）
研究带状流漂移波湍流中小尺度下的各向异性和空间间歇性，采用二维方向连续小波变换，应用于修正长谷川-若谷模型涡度场，得出二阶矩在垂直带状流方向增强、空间间歇性在沿带状流方向更显著的结论。
2026-07-14 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Anomalous diffusion, clustering, and pinch of impurities in plasma edge turbulence
研究了等离子体边缘湍流中杂质粒子的湍流输运。杂质被建模为一个被动的流体平流的电和极化漂移，而周围的等离子体湍流建模使用二维长谷川-若谷范例电阻漂移波湍流。采用半拉格朗日拟谱格式，通过数值模拟研究了杂质的湍流输运特性。理想杂质湍流输运的扩散特性是通过对杂质喷吹演化的相对扩散分析来证明的。作为压缩性的结果，惯性杂质出现了额外的影响。首先，发现惯性杂质的密度与电漂移速度的涡度相关，即，杂质聚集在由杂质颗粒的电荷确定的精确取向的涡中。其次，发现了与杂质质荷比成线性关系的径向箍缩标度。通过对模型方程的分析，对这些观测结果进行了理论解释。
2005-01-07 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Pressure-anisotropy-induced nonlinearities in the kinetic magnetorotational instability
在无碰撞和弱碰撞的等离子体中，例如在致密物体上的热吸积流中，磁旋转不稳定性（MRI）可能与标准（碰撞）MRI显着不同。特别是，相对于局部磁场方向的压力各向异性可以改变线性MRI色散关系，并导致模式结构和增长率的非线性修改，即使当场和流扰动很小。这项工作研究这些压力各向异性引起的非线性弱非线性，高离子β政权，MRI饱和到强湍流之前。我们的目标是更好地了解如何在低碰撞性等离子体的MRI的饱和度可能不同于在碰撞制度。我们专注于两个关键的影响：（i）的直接影响的自感压力各向异性的非线性的MRI模式的演变，和（ii）的影响压力各向异性的“寄生不稳定性”被怀疑导致模式打破成湍流。我们的主要结论是：（i）镜不稳定性以这样一种方式调节压力各向异性，即一旦模式振幅变得大于背景场（就像在MHD中一样），无碰撞等离子体中的线性MRI是近似非线性解。这意味着无碰撞和碰撞MRI之间的差异在大幅度时变得不重要。(ii)大振幅MRI模式通过寄生不稳定性分解成湍流在无碰撞和碰撞等离子体中是相似的。总之，这些结论表明，在无碰撞等离子体中的磁旋转湍流的路线可能是类似的碰撞等离子体中，最近的动力学模拟所建议的。作为对这些发现的补充，我们为未来磁旋转湍流动力学模拟的设计提供了指导。
2017-11-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Dependence of Kinetic Plasma Turbulence on Plasma beta
我们研究了等离子体\b{eta}（等离子体压力与磁压力的比值）对动力学等离子体湍流演化的影响。我们发现，等离子体\b{eta}系统地影响光谱，测量的折射率，湍流波动的衰减率，并划分在不同的通道的能量交换更具体地说，增加等离子体\b{eta}导致更大的总加热，质子加热优先超过电子。实现磁鞘的温度比的影响进行了讨论。
2018-07-30 astro-ph.GA physics.plasm-ph physics.space-ph
Enhanced Dissipation Rate of Magnetic Field in Striped Pulsar Winds by the Effect of Turbulence
在这封信中，我们报告了波印廷通量主导流（如蟹状星云脉冲星风）激波后区域磁场耗散的湍流加速。我们已经进行了二维电阻相对论磁流体力学模拟的亚音速湍流驱动的Richtmyer-Meshkov不稳定性的波印廷通量占主导地位的流在脉冲星风的冲击波阵面。我们发现，湍流拉伸电流片，这大大提高了磁场的耗散，并且大部分的初始磁场能量在几个涡流翻转时间内耗散。我们还发展了一个简单的解析模型，磁场的湍流耗散与我们的模拟吻合得很好。分析模型表明，即使在小电阻率极限下，耗散率也不依赖于电阻率。我们的发现可能会缓解蟹状星云脉冲星风星云的σ-问题。
2012-06-11 astro-ph.HE physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Astrophysical gyrokinetics: Turbulence in pressure-anisotropic plasmas at ion scales and beyond
我们提出了一个理论框架来描述电磁动力学湍流在多物种，磁化，压力各向异性等离子体。假设湍流波动与平均场相比是小的，相对于平均场是空间各向异性的，并且与离子回旋频率相比具有小的频率。在离子拉莫尔半径以上的尺度上，该理论简化为Kunz等人（2015）制定的动力学简化磁流体力学（KRMHD）的压力各向异性概括。在离子拉莫尔半径和以下的尺度上，实现了三个主要目标。首先，我们分析的压力各向异性gyrokinetic系统的线性响应，并表明它是一个概括以前探索的限制。压力各向异性的影响的稳定性和碰撞阻尼的Alfvenic和压缩波动的突出，注意的频谱位置和宽度的频率跳跃发生的Alfven波过渡到动力学Alfven波。其次，我们推导并讨论了一个一般的自由能守恒定律，它既捕获了长波长的KRMHD自由能守恒，又捕获了亚离子拉莫尔尺度的动力学阿尔芬波和离子熵的双重级联。我们发现，非麦克斯韦功能的分布函数中的相混合量和磁应力的效率的变化，从而影响级联通道之间的自由能的分区。第三，一个简单的模型被用来表明，压力各向异性可以导致大的变化，由于阿尔芬湍流耗散的离子-电子加热比。我们的理论提供了一个基础，以确定如何压力各向异性影响的湍流波动谱，粒子种类的差分加热，以及空间和天体物理等离子体中的平行和垂直相混合的比例。
2018-03-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Interplay between Alfvén and magnetosonic waves in compressible magnetohydrodynamics turbulence
使用时空谱，我们显示了直接的证据，在三维可压缩磁流体动力学湍流在小马赫数的磁声波和Alfvén波的激发。对于等离子体压力占主导地位的制度，或高$β$制度（与$β$之间的流体和磁压力的比率），并为磁压力占主导地位的制度，或低$β$制度，我们研究磁场波动平行和垂直于引导磁场$\textbf{B}_0$。在低$β$的情况下，我们发现可压缩和不可压缩的波动的激发，与转移的能量向Alfvénic模式，并在较小程度上对磁声模式。特别是，我们发现签名的存在下，快速磁声波的情况下兼容的弱湍流。在高$β$的情况下，快速和缓慢的磁声波，没有明显的痕迹阿尔文波，和一个显着的一部分能量是由二维湍流涡旋。
2018-10-07 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Inertial-Range Kinetic Turbulence in Pressure-Anisotropic Astrophysical Plasmas
本文提出了一个无碰撞、多组分等离子体中低频电磁（漂移）动力学湍流的理论框架。结果概括了压力各向异性等离子体的简化磁流体动力学（RMHD）和动力学RMHD（Schekochihin等人，2009年），允许物种漂移-一种在太阳风中经常遇到的情况，并且可能在热稀释天体物理等离子体（例如，团内介质）中普遍存在。实现了两个主要目标。首先，在非麦克斯韦等离子体中，波动场之间的关系（例如，阿尔芬比）的阶数单位修正相比，更普遍认为麦克斯韦的情况下，因此，定量理论的发展，以支持定量测量，现在可能在太阳风。低频等离子体湍流的主要物理特征生存的概括非麦克斯韦分布：阿尔文和压缩波动大力解耦，后者被动平流前者;阿尔文级联是流体，满足RMHD方程（与阿尔文速度修改的压力各向异性和物种漂移），而压缩级联是动力学和受碰撞阻尼。其次，这种湍流的组织原则阐明的形式的广义动能自由能不变。结果表明，非麦克斯韦功能的分布函数中的相混合的速率和磁应力的功效降低，这些变化的影响之间的各种级联通道的自由能的分区。当接近水龙带或镜不稳定性阈值时，等离子体的动力学被修改，以减少弯曲磁场线或压缩/稀疏它们的能量成本。最后，它表明，这个理论可以推导出作为一个长波长限制的非麦克斯韦板条陀螺。
2015-06-05 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
