The combined effects of vertical and horizontal shear instabilities
本研究通过直接数值模拟揭示，在恒星辐射区中，当垂直剪切理查森数大于1时，垂直剪切对湍流混合动力学无影响，可被忽略，从而简化恒星演化计算中的混合系数估计。
2023-11-16 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Chromospheric Heating by MHD Waves and Instabilities
色球层在太阳大气层内的质量和能量传输中的重要性现在已被广泛认识。本文综述了大尺度色球结构和磁通量管中的磁流体力学（MHD）波和不稳定性的物理机制。我们强调了一些关键的观测方面，帮助我们了解太阳色球层在各种动态过程和波动现象中的作用，并讨论了太阳色球层的加热方案。该审查的重点是波的物理学和调用的背景下，这一重要的太阳大气层的等离子体不稳定性的基础知识。潜在的影响，未来的趋势和悬而未决的问题也划定。
2021-04-05 astro-ph.SR
On Kelvin-Helmholtz and parametric instabilities driven by coronal waves
Kelvin-Helmholtz不稳定性被认为是从磁流体动力学（MHD）扭结波中提取能量并通过湍流耗散能量的一种机制。因此，这是一个潜在的重要过程，在加热太阳日冕。然而，目前还不清楚如何不稳定性的影响与MHD波的振荡剪切流。我们研究了在一个笛卡尔框架内的水平磁场的存在下的不连续振荡剪切流的线性稳定性，该框架捕捉了通量管中MHD振荡的基本特征。我们推导出一个Mathieu方程的拉格朗日位移的接口，并分析其属性，确定两种不同的不稳定性：一个开尔文-亥姆霍兹不稳定性和参数不稳定性涉及的振荡剪切流和两个表面Alfvén波之间的共振。后者发生时，系统是开尔文-亥姆霍兹稳定，从而有利于模式，沿通量管变化，并作为一个结果提供了一个重要的和额外的机制，以提取能量。当应用到流的扭结波的特征属性在太阳日冕中，这两个不稳定性可以增长，与参数不稳定性能够产生较小的尺度扰动沿磁场比可能通过开尔文-亥姆霍兹不稳定性。对于波长为$200$ km的情况，这些不稳定性的特征时标为$\sim 100$ s。参数不稳定性更可能发生在较小的密度对比和较大的速度切变，使其发展更可能在日冕环比日珥线程。
2018-10-05 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
On the Relationship between Equilibrium Bifurcations and Ideal MHD Instabilities for Line-Tied Coronal Loops
对于冕环的轴对称模型，通过施加线束缚边界条件，研究了磁流体动力学（MHD）平衡序列的分叉点与线性理想MHD不稳定点之间的关系。使用一个很好的研究的例子的基础上的Gold-Hoyle平衡，它表明，如果平衡序列计算使用的Grad-Shafranov方程，不稳定对应于第二个分歧点，而不是第一个分歧点，因为平衡边界条件允许的模式被排除在线性理想的稳定性分析。这是通过计算分叉平衡分支和比较的空间结构的解接近的分歧点与空间结构的不稳定模式。如果使用欧拉势计算平衡序列，则没有找到Grad-Shafranov情况的第一个分歧点，并且欧拉势描述的第一个分歧点与理想的不稳定阈值重合。用线性分叉理论解释了这一结果，并简要讨论了用MHD平衡分叉解释爆发现象的意义。
2009-10-30 astro-ph.SR
Double-diffusive instabilities of a shear-generated magnetic layer
先前的理论工作推测存在双扩散磁浮力不稳定性的动态演变的水平磁层所产生的相互作用的强制垂直剪切速度和背景垂直磁场。在这里，我们确认数值，如果磁热扩散率的比率是足够低的，那么这种不稳定性确实可以存在，即使是高理查森数剪切流。因此，磁浮力可能会发生通过这种机制的参数，可能是相关的太阳速跃层，定期磁浮力不稳定性是不可能的。
2009-08-06 astro-ph.SR
Horizontal shear instabilities in rotating stellar radiation zones: I. Inflectional and inertial instabilities and the effects of thermal diffusion
旋转混合是恒星演化的关键过程，它在恒星辐射带中传递角动量和化学元素。在过去的二十年里，人们一直把重点放在由垂直切变不稳定引起的湍流输送。然而，不稳定性所产生的水平剪切和强度的各向异性湍流运输，他们可能会触发仍然相对未开发。本文研究了恒星辐射带中稳定层结、自转和热扩散对水平剪切不稳定性的综合影响。数值求解了描述双曲切线水平剪切剖面流动线性不稳定性的特征值问题。作为第一步，我们考虑一个极$f$平面的重力和旋转矢量对齐。确定了两种类型的不稳定性：弯曲和惯性不稳定性。当垂直波数为零且沿外加流方向流向波数为有限时，由拐点引起的弯曲不稳定性是最不稳定的。三维弯曲不稳定性是不稳定的分层，而它是稳定的热扩散。惯性不稳定性是旋转驱动的，WKBJ分析表明，其增长率达到最大值$\sqrt{f(1-f)}$在无粘极限的垂直波数趋于无穷大，其中$f$是无量纲科里奥利参数。当层结增加时，有限垂直波数的惯性不稳定性稳定，而热扩散则使其不稳定。此外，我们发现了一个自相似的屈曲和惯性不稳定性的基础上重新标度参数$PeN^2$与Péclet数$Pe$和Brunt-Väisälä频率$N$。
2020-02-06 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
An Extension of the Theory of Kinematic MHD Models of Collapsing Magnetic Traps to 2.5D with shear flow and to 3D
内容：在太阳耀斑期间，大量的带电粒子被加速到高能量，但到目前为止，对此负责的确切机制仍然不清楚。塌缩磁阱中的加速度是提出的机制之一。目的：在本文中，我们要扩展以前的二维模型塌陷磁陷阱的三维模型和二维模型与剪切流。方法：利用运动学磁流体动力学（MHD）方程的解析解建立模型。粒子轨道的计算使用的指导中心近似。结果如下：我们提出了一个一般的理论框架，在三维和二维剪切流的崩溃磁陷阱的运动学MHD模型。一些说明性的例子崩溃的陷阱模型，连同一些粒子轨道的初步研究。对于这些示例轨道，能量大致增加了5或6倍，这与先前2D模型中发现的能量增加一致。
2009-10-20 astro-ph.SR
Three-dimensional evolution of magnetic and velocity shear driven instabilities in a compressible magnetized jet
在电阻磁流体力学框架下，研究了用平面中性/电流双涡面模拟的可压缩磁化射流的三维磁场和速度剪切联合驱动的不稳定性问题。流+电流片相互作用所产生的动态进行了分析，并考虑了基本字段的可变几何形状的影响。根据基本的渐近磁场位形，可以得到线性不稳定模式的选择规则。因此，该系统遵循两阶段的路径发展，要么通过一个完全三维的动态与快速演变的扭结模式导致最终的湍流状态，或者更确切地说，通过一个驱动二维不稳定模式，发展上的平行平面上的重连+合并过程发生。
2009-06-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Two pathways to diapycnal mixing in strongly stratified flows with no initial vertical shear
Department of Applied Mathematics, Baskin School of Engineering, University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校巴斯金工程学院应用数学系）
研究无初始垂直剪切的强分层流中湍流的两条路径：一条通过水平剪切不稳定的垂直调制模态产生垂直剪切，进而触发开尔文-亥姆霍兹不稳定性；另一条通过垂直不变模态演化出二维涡旋，再经三维双曲不稳定性产生垂直剪切，最终导致小尺度混合。
2026-06-12 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Resistive instabilities in sinusoidal shear flows with a streamwise magnetic field
在具有有限电阻率和粘性的不可压缩磁流体力学（MHD）框架下，研究了初始均匀流向磁场作用下正弦剪切流的线性稳定性。在流体动力学的情况下，这种流动是不稳定的开尔文-亥姆霍兹不稳定性。在理想MHD中也是如此，其中耗散被忽略，只要磁场强度不超过临界阈值，超过该临界阈值，磁张力使流动稳定。在这里，我们证明，包括粘度和电阻率引入两种新的模式的不稳定性。其中一种模式，我们称之为连续不稳定阿尔芬波，因为它与剪切阿尔芬波有关，存在于任何非零磁场强度，只要磁普朗特数$Pm < 1$。我们提出了一个简化的模型，揭示了它的激发机制是由Dubrulle和Frisch（1991）描述的周期性剪切流的负涡粘性。最后，我们证明了这种模式的饱和在一个准稳态占主导地位的反向传播孤子。
2022-04-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Nonmodal analysis of helical and azimuthal magnetorotational instabilities
螺旋和方位角磁旋转不稳定性在旋转磁化流中具有相对陡峭的负剪切或非常陡峭的正剪切。相应的下限和上限刘极限的剪切，这决定了这些不稳定性的模式增长的阈值，连续连接时，一些轴向电流被允许通过旋转流体。我们调查的非模态动力学所产生的非正常的剪切流在当地的近似，概括的模态方法的结果。它表明，适度的瞬态/非模态放大的两种类型的磁旋转不稳定性发生在刘限制，根据模态分析系统是稳定的。我们表明，螺旋磁旋转不稳定性，这种磁流体动力学行为是密切相关的非模态增长的基本纯流体动力学问题。
2017-07-25 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Shearing box simulations in the Rayleigh unstable regime
研究了两种不同剪切$q=2.1, 4.2$（$q = - d\lnΩ/ d\ln r$）值下纯流体动力学和磁流体动力学（MHD）区域中Rayleigh不稳定流的稳定性，并与Keplerian情形$q=1.5$进行了比较.我们发现，$q>2$制度是不稳定的流体动力学和MHD极限（与初始弱磁场）。在这种情况下，速度波动主导的磁场波动。相反，在$q<2$（磁旋转不稳定性（MRI））制度的磁波动占主导地位。这突出了两个不同的路径MHD湍流暗示的两个制度，这表明在$q>2$制度的不稳定性产生主要的速度波动，导致磁波动，与因果关系相反的$q<2$ MRI不稳定制度。我们还发现，磁场的相关性是越来越本地化的剪切力的增加，在瑞利不稳定制度。在计算MHD方程中不同项的空间平均值随时间的演化时，我们发现$q>2$区域主要是由涨落中的非线性项所控制，而对于$q<2$，线性项起着更重要的作用。
2017-01-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Shear instabilities in shallow-water magnetohydrodynamics
在浅水磁流体力学的框架内，我们研究了水平剪切流的线性不稳定性，受对齐的磁场和分层。各种经典的不稳定性结果，如Høiland的增长率界和霍华德的半圆定理，扩展到这个浅水系统相当一般的配置文件。两个具体的分段恒定速度的轮廓，涡片和矩形射流，分析和渐近研究，它被发现，磁场和分层（弗劳德数测量）一般都是稳定的，但弱不稳定性可以发现在任意大的弗劳德数。数值解计算相应的光滑的速度剖面，双曲线切线剪切层和Bickley射流，为一个统一的背景场。为了理解两种剖面的不稳定性特征，采用了Drazin & Howard（1962）长波渐近分析的推广。对于剪切层，主要的不稳定性的机制被解释在反向传播的Rossby波，从而允许解释的稳定效果的磁场和分层。
2015-01-31 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Interactions between magnetohydrodynamic shear instabilities and convective flows in the solar interior
受太阳发电机界面模型的启发，本文探讨了对流和剪切驱动不稳定性之间复杂的磁流体动力学相互作用。首先，我们考虑在垂直磁场存在下，强迫剪切流穿过对流稳定多变层的动力学。当所施加的磁场较弱时，动力学由剪切流（Kelvin-Helmholtz型）不稳定性主导。对于较强的磁场，磁浮力不稳定性是首选。如果这个稳定的剪切层位于对流不稳定区域之下，这两个区域可以相互作用。同样，当施加的磁场非常弱时，磁场的动力学效应可以忽略不计，剪切层和对流层之间的相互作用相对较小。然而，如果磁场足够强，有利于剪切层中的磁浮力不稳定性，则形成扩展的磁通量浓度并上升到对流层中。这些磁结构对上层的对流运动有很强的破坏作用。
2009-07-29 astro-ph.SR
Horizontal shear instabilities in rotating stellar radiation zones: II. Effects of the full Coriolis acceleration
恒星内部是角动量在其演化过程中有效传输的场所。理解恒星辐射带中由于差动旋转引起的剪切不稳定性所触发的湍流输运的依赖性是强制性的。事实上，它构成了旋转输运和混合理论的基石之一，该理论在恒星演化代码中实现，以预测恒星的旋转和化学演化。我们研究了恒星辐射带中的水平剪切不稳定性，考虑了具有无量纲水平分量$\tilde{f}$和垂直分量$f$的完全科里奥利加速度。我们进行了线性稳定性分析的水平剪切流与双曲正切剖面，数值和渐近使用WKBJ近似。在传统的近似，我们确定了弯曲和惯性不稳定性。随着$\tilde{f}$的增加，屈曲不稳定性变得不稳定，并且其最大增长率显著增加，而热扩散率类似于传统情况稳定屈曲不稳定性。惯性不稳定性也受到强烈影响;例如，惯性不稳定区域在非扩散极限中扩展为$0<f<1+\tilde{f}^{2}/N^{2}$，其中$N$是无量纲的Brunt-Väisälä频率。更引人注目的是，在高热扩散率极限下，它在任何余纬$θ$处总是惯性不稳定的，除了在极点处（即，$0^{\circ}<θ<180^{\circ}$）。利用渐近结果和数值结果，我们提出了一个可能用于恒星演化模型的由不稳定性引起的有效湍流粘性的公式。这种湍流的特征时间足够短，以有效地重新分配角动量和混合辐射区中的化学品。
2020-11-30 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Modeling coexisting GSF and shear instabilities in rotating stars
Zahn的旋转剪切诱导的湍流混合的广泛使用的模型最近在非旋转剪切流中得到了验证（有一些警告）。然而，目前尚不清楚他的模型在旋转存在的情况下是否仍然有效，即使这是其最初的目的。此外，在旋转流体中会出现新的不稳定性，例如Goldreich-Schubert-Schuberke（GSF）不稳定性。当一个以上的不稳定性可以被激发时，哪种不稳定性占主导地位，以及它们如何相互影响，是本文回答的开放性问题。要做到这一点，我们使用直接数值模拟的扩散分层剪切流在旋转的三分之一周期笛卡尔域位于赤道的一颗星。我们发现，GSF不稳定性或剪切不稳定性往往接管另一个在控制系统，这表明恒星演化模型只需要有一个混合处方为每个单独的不稳定性，连同一个标准，以确定哪一个占主导地位。然而，我们也发现，它并不总是容易预测的不稳定性“赢”给定的输入参数，因为扩散剪切不稳定性是亚临界的，只有发生，如果有一个有限振幅的湍流“引物”种子it. Interesting，我们发现，GSF不稳定性可以在某些情况下发挥这个引物的作用，从而提供了一条途径，激发亚临界剪切不稳定性。这也可以驱动可以观察到的弛豫振荡。最后，我们提出了一个新的模型混合在赤道地区的恒星辐射区由于差分旋转。
2021-07-08 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Magnetohydrodynamic instabilities in stellar radiative regions. I. Linear study of shear-driven instabilities
Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）；Universitat Politècnica de Catalunya, BarcelonaTech (UPC)（加泰罗尼亚理工大学）；University of Leeds（利兹大学）；Northwestern University（西北大学）
本文研究恒星辐射区中剪切驱动不稳定性，推导了磁化GSF不稳定性新标准，并验证了其在恒星演化模型中的应用。
2026-02-09 astro-ph.SR
Nonaxisymmetric MHD instabilities of Chandrasekhar states in Taylor-Couette geometry
我们考虑具有绝缘边界条件的轴向周期泰勒-库埃特几何。所施加的基本状态是所谓的Pracrasekhar状态，其中方位流$U_ϕ$和磁场$B_ϕ$具有相同的径向分布。主要是三个特殊的配置文件被认为是：瑞利极限，准开普勒，和固体旋转。在每种情况下，我们首先计算线性不稳定性曲线和它们对磁普朗特数Pm的依赖性。对于方位波数m=1的模式，不稳定性曲线总是与雷诺数和哈特曼数标度。因此，对于足够小的Pm，这些模式只有在磁马赫数小于1时才变得不稳定，因此与大多数天体物理应用无关。然而，m>10的模式可以表现得非常不同。对于足够平坦的轮廓，它们与磁雷诺数和伦德奎斯特数成比例，从而允许不稳定性也为大磁马赫数的天体物理对象。我们进一步计算这些不稳定性的完全非线性三维平衡，并研究能量如何在方位角（m）和轴向（k）波数之间分布。相比之下，光谱变得陡峭的大m，反映剪切的平滑作用。另一方面，动能谱和磁能谱表现出类似的行为：如果几个方位角模式已经是线性不稳定的，它们是相对平坦的，但对于刚性旋转的情况下，其中m=1是唯一的不稳定模式，它们是如此陡峭，无论是柯尔莫哥洛夫还是Iroshnikov-Kraichnan谱适合的结果。总磁能仅在大磁雷诺数Rm>100时才超过动能动能。
2016-02-24 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Evidence of active MHD instability in EULAG-MHD simulations of solar convection
我们研究了Passos & Charbonneau（2014）EULAG-MHD“millenium simulation”中磁流体动力学不稳定性的可能发展。这个模拟维持一个大规模的磁周期，其特征是太阳般的极性反转发生在一个定期的几十年的节奏，并在其中的带状定向带的强磁场积累的对流层下面，在响应湍流泵从上面连续的磁半周期。该模拟的关键方面包括低数值耗散和强烈的亚绝热流体层下对应于建模的太阳能对流区对流不稳定层。这些性质有利于二维不稳定性的生长和发展，否则会被更强的耗散抑制。我们发现的证据的非轴对称磁剪切不稳定性的稳定分层的流体层的上部操作的行动。我们还调查的可能性，泰勒不稳定性可能有助于在高纬度的大规模轴对称磁分量的不稳定。我们的分析的基础上，我们提出了一个全球发电机的情况下，磁循环主要是由湍流发电机行动的对流层，但MHD不稳定性加速耗散的磁场泵到过冲和稳定层，从而可能显着影响磁循环周期。支持这种情况下，发现在不同的全球发电机的行为中观察到的，否则相同的EULAG-MHD模拟，使用不同程度的亚绝热下的对流区的稳定流体层。
2015-09-24 astro-ph.SR
MHD waves and instabilities in flowing solar structures in the framework of Hall magnetohydrodynamics
太阳大气层，从光球层到日冕和太阳风，是一种高度结构化的介质，这一点已经得到了很好的证实。卫星观测证实了稳定气流的存在。在这里，我们调查的平行传播的磁流体动力学（MHD）表面波沿着一个理想的不可压缩的流动等离子体板周围的流动等离子体环境中的霍尔磁流体力学的框架。研究了波在随板外质量流运动的参考系中的传播特性。通常，在静态MHD等离子体板中，流动改变了波的相速度，而霍尔效应限制了波的传播范围。另一方面，当相对Alfvenic马赫数为负时，流动将波的传播范围扩展到该极限之外（由于霍尔效应），并可引起Kelvin-Helmholtz不稳定性的触发，其开始于特定的临界波数。结果表明，表面模态不稳定的Alfvenic马赫数区间与通量管内外质量密度之比密切相关。
2009-09-15 astro-ph.SR
Vertical shear instabilities in rotating stellar radiation zones: effects of the full Coriolis acceleration and thermal diffusion
本文通过数值与渐近WKBJ线性稳定性分析，研究完整Coriolis加速度和热扩散对恒星辐射区垂直剪切不稳定性的影响，并提出对应湍流输运的涡黏模型。
2025-01-09 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
Nonlinear Damping and Field-aligned Flows of Propagating Shear Alfvén Waves with Braginskii Viscosity
Braginskii MHD提供了比经典MHD更准确的描述许多等离子体环境，因为它使用来自物理原理的闭合来积极地处理应力张量。然而，应力张量效应仍然相对未探索的太阳磁流体现象，特别是在非线性制度。本文分析探讨非线性阻尼和纵向流动的传播剪切阿尔文波。以往对Braginskii MHD中MHD波的研究大多考虑了消失波扰动的严格线性极限。我们发现，这些以前的线性结果只适用于阿尔文波振幅的电晕是如此之小，是没有什么兴趣，通常是一个波的能量小于$10^{-11}$倍的背景磁场的能量。对于观测到的波振幅，Braginskii粘性耗散的日冕Alfvén波是非线性的和$10^9$周围的一个因素比预测的线性理论。此外，在线性化解中，主导阻尼通过平行粘性系数$η_0$而不是垂直粘性系数$η_2$发生。本文发展了非线性理论，指出波能密度随包络线$(1+z/L_d)^{-1}$衰减。阻尼长度$L_d$表现出最佳阻尼解，超过该阻尼解，随着粘性力自组织纵向流以抑制阻尼，更大的粘性导致更低的耗散。虽然非线性阻尼大大超过线性阻尼，它仍然可以忽略不计的许多冠状应用。
2023-03-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Shear instabilities in a fully compressible polytropic atmosphere
剪切流对各种不同的天体物理学对象，包括认证盘和恒星内部的动力学有重要的影响。在多方大气中研究剪切流不稳定性提供了对恒星内部运动的基本理解，在那里湍流运动，混合过程，以及磁场的产生发生。在这里，一个完全可压缩的流体在二维笛卡尔几何的线性稳定性分析进行。我们的研究重点是确定不同马赫数的临界Richardson数和高热扩散的失稳效应。我们发现，对于中等马赫数流动，预测的稳定性阈值存在偏差，同时对于小Péclet数，线性不稳定性的增长率也有显著影响。我们发现，除了开尔文-亥姆霍兹不稳定性的Holmboe不稳定性可以出现，我们讨论了这在恒星内部的含义。
2015-03-10 astro-ph.SR
MHD in a cylindrical shearing box II: Intermittent Bursts and Substructures in MRI Turbulence
本文通过圆柱剪切盒MHD模拟发现，外icycle频率径向梯度导致MRI湍流中出现间歇性磁爆发和环隙亚结构，揭示了压缩放大与差速缠绕同等重要的新机制。
2023-11-03 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Rayleigh-Taylor instabilities with sheared magnetic fields
磁瑞利-泰勒（MRT）不稳定性可能在许多天体物理问题中起着相关的作用。在这项工作中，磁剪切的MRT不稳定性的增长率的影响进行了研究。假设平衡态中磁场的方向发生变化，即，存在磁剪切。在不可压缩区域求解线性化的磁流体动力学（MHD）方程，发现在磁剪切存在的情况下，增长率是有界的。我们已经推导出简单的最大增长率的解析表达式，对应于系统的最不稳定的模式。这些表达式提供了生长速率对各种平衡参数的明确依赖性。对于小的角度的增长时间是线性比例的剪切角，在这种制度的单界面问题和平板问题趋于相同的结果。相反，在大角度的限制和界面问题的增长时间基本上是独立的剪切角。在这种情况下，我们也已经能够计算出近似表达式的生长时间的平板配置。磁剪切对不稳定性的增长率有很大的影响。作为本文结果的一个应用，我们利用日珥线的寿命和结构的阿尔文速度的估计，间接确定了日珥线的剪切角。
2014-02-26 astro-ph.SR
Observational signatures of transverse MHD waves and associated dynamic instabilities
MHD波渗透太阳大气层，构成潜在的日冕加热剂。然而，迄今为止探测到的波浪可能只是真实存在的波浪能量的一小部分。检测是有限的仪器的限制，但也由波的过程，本地化的波功率在不可检测的空间尺度。在这项研究中，我们进行三维MHD模拟和正向模拟的冠环均匀和不均匀的温度变化的垂直截面的横向MHD驻波。所观察到的签名主要是由开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI），共振吸收和相位混合的组合。在存在的交叉环温度梯度，我们发现，发射线敏感的环路核心捕捉不同的签名比那些更敏感的环路边界和周围的电晕，导致异相的强度调制所产生的KHI混合。所有考虑模型的共同签名包括在扭结周期的一半处的强度和环路宽度调制、细股状结构、多普勒图中的特征箭头形结构、时间上的整体线加宽，但特别是在环路边缘处。对于我们的模型，大部分这些功能可以捕获的空间分辨率为$0.33\arcsec$和光谱分辨率为25 km~s $^{-1}$，虽然严重高估的线宽。共振吸收导致从多普勒运动观察到的动能随着时间的推移显着减少，这是不能恢复的相混合和KHI运动的线宽的相应增加。我们估计这个隐藏的波能量是观测值的$5-10$的一个因子。
2017-02-02 astro-ph.SR
Supersonic Shear Instabilities in Astrophysical Boundary Layers
在弱磁化天体上的吸积盘通常通过天体表面附近形成的边界层进行，其中吸积气体的旋转速度迅速变化。在这里，我们研究形成的初始阶段，这样的边界层周围的白矮星或年轻的恒星通过检查流体动力学剪切不稳定性，可能会启动混合和动量输运之间的两种不同密度的流体相对于彼此超音速移动。我们发现初始层流边界层对两种不同的不稳定性是不稳定的。一个是不稳定的超音速涡面（这意味着一个不连续的初始配置文件的气体的角速度）在重力的存在下，我们发现有一个增长率的顺序（但小于）的轨道频率。另一种是有限宽度超音速剪切层的音速不稳定性，它类似于Papaloizou-Pringle不稳定性。它的增长率与过渡层内部的剪切成正比，其数量级为轨道频率乘以恒星半径与边界层厚度之比。对于一个比恒星半径薄的边界层来说，剪切速率比轨道频率大得多。因此，我们的结论是，声波不稳定性起主导作用的初始阶段，在盘边界层的形成，并引起非常快速的混合盘气体和恒星流体在超音速制度。
2011-12-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
MHD simulations of the slow-rise phase of solar eruptions initiated from a sheared magnetic arcade
本文通过将底部驱动速度降至接近实际光球值的MHD模拟，研究太阳爆发前缓慢上升阶段，证实其为剪切磁拱向开放场态演化时的理想MHD膨胀过程，并揭示覆盖场与核心场的速度分层特征。
2025-04-10 astro-ph.SR
MHD simulations of the magnetorotational instability in a shearing box with zero net flux: the case Pm=4
本文研究了当磁普朗特数Pm大于1时，大雷诺数Re下磁旋转不稳定性引起的MHD湍流的输运特性。对无分层剪切盒中零净磁通的磁旋转不稳定性进行了三种MHD模拟。这些模拟与代码宙斯进行，并考虑角动量输运率的演变，Re逐渐增加，从3125到12500，同时保持Pm=4。为了确保流动的小尺度特征被很好地分辨，分辨率从每盘尺度高度128个单元变化到每盘尺度高度512个单元。后者构成了迄今为止MRI湍流模拟的最高分辨率。使用α参数测量的角动量输运率仅非常弱地依赖于雷诺数：发现α约为0.007，在所有模拟中，该平均值的变化范围为15%。Re没有系统演化。对于最佳分辨率的模型，动能功率谱初步显示出一个幂律范围内的指数-3/2，而磁能被发现转移到越来越小的尺度随着磁雷诺数的增加。几种不同的诊断都表明一个明确定义的注射长度的一小部分的规模高度。这封信中提出的结果是一致的MRI能够有效地传输角动量在大雷诺数时，Pm=4在非分层零净通量剪切盒。
2010-04-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
MHD Modeling of the Near-Sun Evolution of Coronal Mass Ejection Initiated from a Sheared Arcade
针对剪切磁拱起源的日冕物质抛射（CME），本文通过全球日冕MHD模拟研究其近太阳演化及与太阳风的相互作用，揭示了CME前能量积累、启动机制、三部分结构特征及MFR的旋转偏转行为，为CME数据驱动建模奠定基础。
2025-02-20 astro-ph.SR
Global Simulations of the Vertical Shear Instability with Non-ideal Magnetohydrodynamical Effects
原行星盘（PPD）中的角动量输运机制和湍流水平对于理解行星形成的许多方面至关重要。近年来，人们认识到，由于非理想MHD效应，PPDs中的磁旋转不稳定性（MRI）趋于被抑制，盘在很大程度上是层流的，在磁化盘风的驱动下吸积。与此同时，已经确定了几种流体动力学机制，这些机制也可能产生剧烈的湍流并驱动盘吸积。我们研究的MHD风在PPD与垂直剪切不稳定性（VSI），最有前途的流体动力学机制之一，通过二维全球非理想MHD模拟与双极扩散和欧姆电阻率之间的相互作用。我们发现，对于典型的磁盘参数，MHD风可以共存的VSI吸积主要是风驱动伴随着剧烈的VSI湍流。VSI的属性仍然类似于未磁化的情况下，风和整体场的配置并没有强烈的影响VSI湍流，显示中等水平的可变性和中平面电流片的振荡。气体与磁场之间的耦合增强，削弱了VSI。随着磁化强度的增加，VSI也会减弱，我们发现VSI的周期性运动特征会转变为低振幅的呼吸模式振荡。
2020-01-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
