Multiscale nature of the dissipation range in gyrokinetic simulations of Alfvénic turbulence
在第一个回旋动力学模拟中，分析了从MHD范围的尾部到电子回旋半径尺度的所有尺度上Alfvén波湍流中的非线性能量传递和耗散。对于典型的太阳风参数在1 AU，约30%的非线性能量传递接近电子回旋半径尺度介导的模式在尾部的MHD级联。碰撞耗散发生在整个动力学范围$k_\perpρ_i\gtrsim 1$。因此，这两种机制都作用于多个耦合尺度上，为了全面了解Alfvénic湍流中的耗散范围，必须保留这些尺度。
2015-07-09 physics.plasm-ph physics.space-ph
Temporal Intermittency of Energy Dissipation in Magnetohydrodynamic Turbulence
磁流体动力学（MHD）湍流中的能量耗散在空间上是高度间歇性的，集中在片状相干结构中。人们对时间上的间歇性知之甚少，这是湍流的另一个基本方面，对于观察太阳耀斑和其他空间/天体物理现象具有重要意义。本文研究了MHD湍流数值模拟中能量耗散的时间不稳定性。我们认为四维时空结构，“耀斑事件”，负责大部分的能量耗散。我们发现，虽然耀斑事件往往是非常复杂的，他们表现出强大的幂律分布和标度关系。我们发现耗散能量的概率分布具有接近-1.75的幂律指数，类似于太阳耀斑的观测，表明强烈的耗散事件主导了系统的加热。我们还讨论了耀斑事件的时间不对称性作为湍流级联的签名。
2015-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Energy Dissipation in Magnetohydrodynamic Turbulence: Coherent Structures or "Nanoflares"?
通过识别耗散结构和测量其特征尺度，研究了磁流体动力学（MHD）湍流中能量耗散的不稳定性。我们发现能量耗散率的概率分布呈现指数非常接近临界值-2.0的幂律尾部，这表明所有强度的结构对能量耗散的贡献是相等的。我们发现，能量耗散均匀分布在长度和宽度在惯性范围内的相干结构。与此同时，这些结构的厚度在耗散区很深。随着雷诺数的增加，结构变得更薄和更多，而能量耗散继续主要发生在大尺度相干结构中。这意味着，在高雷诺数的限制，能量耗散发生在薄的，紧密包装的电流片，但跨越连续的规模高达系统的大小，表现出的相干结构和nanoflares的功能，以前作为一个日冕加热机制。
2014-09-11 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Interplay between intermittency and dissipation in collisionless plasma turbulence
我们通过两种机制研究了无碰撞Alfvénic湍流的阻尼：随机加热（其效率取决于局部湍流振幅$δz_λ$）和线性Landau阻尼（其效率与$δz_λ$无关），详细描述了它们如何影响和受非线性影响。线性朗道阻尼的整体效率不受临界平衡湍流中的不稳定性的影响，而随机加热是更有效的间歇性湍流的存在下。此外，随机加热导致下降的尺度依赖的峰度在一个狭窄的范围内的尺度周围的离子陀螺仪。
2019-04-15 physics.plasm-ph physics.space-ph
The Fundamental Parameters of Astrophysical Plasma Turbulence and its Dissipation: Nonrelativistic Limit
该研究引入无量纲等离子体与湍流参数，将10个通用参数缩减至各向同性温度下的3个基本参数，明确湍流阻尼动力学机制的参数依赖，首次绘制出基于驱动尺度和离子等离子体β的湍流阻尼机制相图，为湍流加热预测模型构建提供基础。
2024-04-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Nonlinear Reconnection in Magnetized Turbulence
最近对强磁化等离子体湍流的分析工作假设存在一系列尺度，其中撕裂不稳定性可能支配能量级联。在本文中，我们估计的条件下，这种撕裂可能会引起充分的非线性磁重联的湍流涡旋，从而使显着的能量转换和耗散。当这些条件得到满足时，一个新的湍流区域就会出现，其中重连驱动的能量耗散变得很常见，而不是当它们不满足时必然出现的罕见特征。
2019-07-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Intermittency of Energy Dissipation in Alfvenic Turbulence
我们研究的能量耗散的Alfvenic湍流的粗粒度的能量耗散率的统计，使用直接测量的磁流体动力学湍流的数值模拟和替代测量从太阳风。我们比较结果的对数正态和对数泊松随机级联模型的预测。我们发现，一个很好的近似，对数正态模型描述的概率密度函数的能量耗散在很宽的尺度范围内，但不准确地描述的时刻的标度指数。对数泊松模型更好地描述了各时刻的标度指数，而与概率密度函数的比较并不简单。
2015-12-23 physics.flu-dyn physics.plasm-ph physics.space-ph
The Nature of Subproton Scale Turbulence in the Solar Wind
太阳风中亚质子尺度波动的性质是一个悬而未决的问题，部分原因是可能发生两种类似的电磁湍流：动力学阿尔芬湍流和哨声湍流。然而，这两种可能性有一个关键的质的区别：哨声湍流，不像动力学阿尔芬湍流，在密度波动中的力量可以忽略不计。在这封信中，我们提出了新的观测数据，以及分析和数值结果，调查这种差异。结果表明，第一次，远低于质子尺度的波动主要是动力学阿尔芬湍流，如果存在的话，哨声波动只占总能量的一小部分。
2013-05-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Turbulence Driving by Interstellar Pickup Ions in the Outer Solar Wind
我们重新审视的问题，如何不稳定的散射的星际拾取离子（PUI）可能会驱动外部太阳风的湍流，以及为什么这种散射释放到波动的能量似乎显着低于标准的双球面预测。我们认为，在散射过程中的环境湍流的新拿起的离子的散射可以导致在一个更球形的分布的PUI，并减少产生的波动能量的水平与湍流强度和核心太阳风加热的观察一致。这种情况意味着一个自我调节机制的运作，保持在PUI主导的太阳风的湍流和加热的观察条件。
2023-01-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Sudden viscous dissipation of compressing turbulence
如果压缩比湍流涡旋的粘性耗散时间快，则湍流等离子体的压缩可以放大湍流动能。一个突然的粘性耗散机制被证明，从而这种放大的湍流动能迅速转换为热能，提出了一个新的范例快速点火惯性聚变。
2016-02-23 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Estimating the energy dissipation {from Kelvin-Helmholtz instability induced} turbulence in oscillating coronal loops}
Kelvin-Helmholtz湍流是一种很有前途的机制，通过这种机制，日冕中的环可以被MHD波加热。本文提出了一个由Kelvin-Helmholtz不稳定性引起的湍流耗散率$\varepsilon_{\rm D}$的解析模型，发现它是波振幅（$d$）的三次方（$\varepsilon_{\rm D}\propto d^3$）。基于稳态湍流的概念，我们期望整个{the}环体积的湍流加热与通过其足点注入的总能量相匹配。在这种情况下，波的振幅必须随着注入能量的立方根而变化。分析结果与模拟结果的比较表明，我们的分析公式捕捉到的关键方面的湍流耗散的数值工作。应用这个模型对观测到的无衰减扭折波的特性进行了预测，这些观测到的波的振幅不足以对日冕进行强烈的加热。
2020-07-17 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
The scaling properties of dissipation in incompressible isotropic three-dimensional magnetohydrodynamic turbulence
耗散过程的统计特性限制了三维不可压缩磁流体动力学（MHD）湍流的大尺度数值模拟分析，例如Biskamp和Muller的分析[Phys.Plasmas 7，4889（2000）]。预计湍流的结构函数将显示统计自相似性，但通过直接数值模拟可获得的雷诺数相对较低，再加上系统的有限尺寸，使其难以直接测量。然而，它是已知的，扩展的自相似性，它约束的比例不同的顺序的结构函数的指数，是很好地满足。这意味着物理标度参数的扩展超出了惯性范围，进入耗散范围。目前的工作集中在耗散过程本身的标度特性。这提供了一个重要的一致性检查，因为我们发现耗散结构函数指数的比率是由Biskamp和Muller提出的She和Leveque [Phys.Rev.Lett 72，336（1994）]理论预测的。这进一步证明了三维MHD湍流中的级联机制是非线性随机涡流扰动，其不稳定性水平取决于通过形成电流片的耗散。
2005-01-12 physics.plasm-ph physics.space-ph
Influence of a large-scale field on energy dissipation in magnetohydrodynamic turbulence
在磁流体动力学（MHD）湍流中，大尺度磁场为小尺度动力学设定了一个优选的局部方向，改变了各向同性情况下的湍流统计。即使在没有总磁通量的情况下也会发生这种情况，因为MHD湍流形成随机取向的大尺度强磁场域。因此，研究小尺度磁等离子体湍流的习惯是假设一个相对于湍流涨落的强背景磁场。例如，这是在等离子体的简化模型中完成的，例如简化MHD、降维动力学模型、陀螺动力学等，这使得理论计算更容易并且数值计算更便宜。然而，最近已经清楚的是，湍流能量耗散集中在强磁场变化的区域。相当一部分的能量耗散可能局限于非常小的体积中，对应于强磁化畴之间的边界。在这些区域，简化模型不适用。这对磁等离子体湍流中粒子加热和加速的研究具有重要意义。本文的目的是系统地研究局部磁场变化与磁能量耗散之间的关系，并了解其对模拟真实湍流等离子体中能量耗散的影响。
2017-03-09 astro-ph.HE physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Contribution of Magnetic Reconnection Events to Energy Dissipation in Magnetosheath Turbulence
通过对MMS磁鞘测量结果的分析，得到了电子尺度下磁重联（MR）事件对相干结构能量耗散贡献的统计结果。采用增量偏方差（PVI）方法在磁场数据中寻找相干结构。进一步选择了具有反转磁场分量的电流片结构。我们考虑以下标准来识别MR事件，如具有磁场反转的电流片、显著的能量耗散和明显的电子流出速度。从统计上看，对于大多数磁共振事件，其PVI值大于其他类型相干结构的PVI值，其能量耗散也比其他类型相干结构的强。然而，由于MR事件的相对小的比例，它们对相干结构的能量耗散的贡献相对微不足道。如果考虑非相干结构的耗散，MR事件对磁鞘能量耗散的贡献将较小，因此，MR事件虽然具有较强的局部耗散，但并不是磁鞘能量耗散的主要贡献者。在分析了非磁共振电流片的特征后，我们认为非磁共振电流片主要是动力学阿尔文涨落所固有的相干结构。
2020-10-28 physics.plasm-ph physics.space-ph
Characterization of Numerical Dissipation in Simulations of Magnetohydrodynamic Turbulence
Center for Applied Physics and Technology, HEDPS and SKLNPT, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院，应用物理与技术中心，HEDPS和SKLNPT）；Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, Peking University（北京大学纳米光电前沿科学中心）
提出后验框架直接估计MHD湍流模拟中的数值耗散，揭示其各向异性和谱特性，并给出物理耗散主导的条件。
2026-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.flu-dyn
Electron Holes and Heating in the Reconnection Dissipation Region
利用粒子模拟和动力学理论，我们探讨了在三维磁重联与引导场的耗散区的电流驱动的湍流和相关的电子加热。在后期，湍流主要由Buneman不稳定性和低混杂不稳定性控制。两者都产生共存的电子空穴，但具有非常不同的传播速度。空穴对电子的散射增强了耗散区的电子加热。
2010-01-19 astro-ph.SR nlin.PS physics.plasm-ph
Reynolds-number dependence of the dimensionless dissipation rate in homogeneous magnetohydrodynamic turbulence
本文研究了在外力作用下，定常和非定常磁流体（MHD）湍流的无量纲耗散率$C_{\varepsilon}$的行为。结合前人对自由衰减MHD湍流的研究，本文得到了适用于均匀MHD湍流的最一般的$C_{\varepsilon}$模型方程，并对单位磁普朗特数下无量纲总能量耗散率随雷诺数的变化进行了全面的数值研究。我们进行了一系列中高分辨率的直接数值模拟机械强制固定MHD湍流，以验证模型方程的预测固定的情况下。此外，非普适性的问题进行了讨论的外力的影响，以及交叉和磁螺旋度的水平。渐近线$C_{\varepsilon,\infty}$的测量值位于自由衰变的$0.193 \leqslant C_{\varepsilon,\infty} \leqslant 0.268$之间，其中该值取决于交叉和磁螺旋度的初始水平。在平稳的情况下，我们测量$C_{\varepsilon,\infty} = 0.223$。
2017-01-04 astro-ph.CO astro-ph.SR physics.flu-dyn
Three-dimensional simulation of the fast solar wind driven by compressible magnetohydrodynamic turbulence
利用三维可压缩磁流体动力学（MHD）模拟，我们再现了快速太阳风在一个直接和自洽的方式，基于波/湍流驱动的情况下。作为阿尔文扰动在其底部的自然结果，高度压缩和湍流波动产生，导致加热和加速的太阳风。功率谱和结构函数的分析表明，湍流的特点是它的不平衡（在向外阿尔芬波动的意义上）和各向异性的性质。密度波动起源于向外传播的阿尔芬波的参数衰减不稳定性，并在触发湍流的阿尔芬波反射中起着重要作用。我们的结论是，快速太阳风加热和加速的可压缩MHD湍流驱动的参数衰减不稳定性和合成阿尔芬波反射。
2019-07-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Testing for Markovian Character and Modeling of Intermittency in Solar Wind Turbulence
我们目前的统计分析结果的太阳风湍流使用的方法的基础上的理论马尔可夫过程。结果表明，湍流叶栅近似满足Chapman-Kolmogorov方程。我们评估的前两个Kramers-Moyal系数从实验数据，并表明所得到的福克-普朗克方程的解决方案，以及与实验的概率分布。我们的结果表明，存在一个本地传输机制的磁场波动在太阳风湍流。
2008-01-08 physics.plasm-ph physics.space-ph
Factors Controlling the Statistics of Magnetic Reconnection in MHD Turbulence
University of Delaware（特拉华大学）；University of Waikato（怀卡托大学）；University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究揭示了磁流体动力学湍流中磁重联统计特性与全球湍流磁场的关系，发现重联率分布与湍流磁场幅度存在强相关性，表明磁重联在能量耗散中起重要作用。
2025-12-31 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
Proof of the zeroth law of turbulence in one-dimensional compressible magnetohydrodynamics and shock heating
第零定律是关于湍流的最古老的猜想之一，至今仍未得到证实。在这里，我们考虑一维可压缩磁流体力学的弱解，并证明缺乏平滑的字段引入了一个新的耗散项，称为惯性耗散，能量守恒的表达，既不是粘性的，也不是电阻性的。我们提出了精确的解决方案，假设运动粘度和磁扩散率是相等的，我们证明了相关的惯性耗散是积极的，平均等于平均粘性耗散率在小粘度的限制，证明了猜想的第零定律的湍流和存在的异常耗散。作为一个例子，我们评估的冲击加热所产生的不连续性探测旅行者在太阳风约5 AU。我们推导出一个加热率$\sim 10^{-18}$ J m $^{-3}$ s $^{-1}$，这是显着高于从湍流波动得到的值。这表明，无碰撞冲击可能是外层太阳风加热的主要来源。
2021-06-10 physics.plasm-ph physics.space-ph
Cascades and dissipation ratio in rotating MHD turbulence at low magnetic Prandtl number
提出了旋转和外加磁场共同作用下各向同性磁流体动力学湍流的现象。假设三重相关衰减时间在涡旋翻转时间和与旋转频率和Alfvén波周期相关联的时间之间是最短的。对于$Pm=1$，它导致了四种分段谱，这取决于四个参数，能量注入率，磁扩散率，旋转速率和外加磁场。本文采用磁流体湍流的壳模型（包括旋转和外加磁场），给出了$Pm \le 1$的谱，以及磁耗散和粘性耗散的比值。
2010-10-15 astro-ph.GA physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Generalized similarity in finite range solar wind magnetohydrodynamic turbulence
扩展或广义相似性是湍流的一个普遍存在但尚未得到很好理解的特征，它在有限尺度范围内实现。ULYSSES航天器在太阳极小期的太阳极地通过提供了在快速安静流的理想条件下太阳风中演变的各向异性磁流体动力学湍流的\textit{in situ}观测。我们发现一个单一的广义标度函数的特点，这种有限范围的湍流，是不敏感的等离子体条件。最近异常不活跃的太阳极小期--湍流波动的能量下降了$\sim 2$的一个因素--提供了对这种不变性的测试。
2009-11-18 physics.plasm-ph physics.space-ph
Compressing turbulence and sudden viscous dissipation with compression-dependent ionization state
通过快速3D压缩放大的湍流等离子体流可以在持续压缩下突然消散。这种效应依赖于血浆粘度对温度的敏感性，$μ\sim T^{5/2}$。等离子体粘度对等离子体电离状态也很敏感。我们表明，突然耗散现象时，等离子体电离状态在压缩过程中增加，可以防止，并证明了制度的净粘度依赖于压缩，突然耗散是有保证的。此外，它示出，相比没有电离的情况下，在压缩过程中的电离与较大的增加湍流能量，并可以使增长和减少湍流能量之间的差异。
2016-10-27 physics.plasm-ph
Finite Dissipation in Anisotropic Magnetohydrodynamic Turbulence
在存在外部支撑的平均磁场的情况下，湍流的导电介质（如等离子体）变得各向异性。该平均磁场与磁场的波动、湍流部分分离，对系统的动力学具有相当大的影响。在本文中，我们研究衰减不可压缩磁流体动力学（MHD）湍流的耗散率随雷诺数的增加，并在存在一个平均磁场的变化强度。通过数值计算，我们发现随着雷诺数的增加，耗散率对于每个磁场强度都渐近到一个有限值，从而证实了适用于MHD的Kármán-Howarth假设。无量纲耗散率的渐近值最初被平均磁场从零平均场值抑制，但随后对于更高的平均场强度值接近恒定值。此外，为了比较，我们进行了一组二维（2DMHD）和一组减少MHD（RMHD）模拟。我们发现RMHD结果非常接近对应于三维运行的高平均场极限的值，而2DMHD结果承认远离零平均场情况和三维情况的高平均场极限的不同值。这些发现为空间和天体物理学中的许多应用提供了坚实的基础，其中假设湍流的冯卡门衰变。
2018-12-06 physics.flu-dyn physics.plasm-ph physics.space-ph
Dissipation in PIC simulations of moderate to low \b{eta} plasma turbulence
本文用全动力学粒子模拟程序模拟了正负电子对等离子体中的衰减湍流。我们用中等到低的等离子体β进行了两次模拟。能量衰减率被发现是相似的，在这两种情况下。在这两种情况下，磁能的垂直波数谱的斜率都为k^-1.3。粒子能量分布函数表明，在等离子体β较低的情况下，非热特征的形成，斜率接近E^-1。薄湍流片在这个过程中的作用进行了研究。由E_{\parallel}加热。J_{\parallel}项支配E_{\perp}。J_{\perp}术语。强E_{\parallel}区域。J_{\parallel}在空间上与强电流片区域相关，强电流片区域也与低β模拟中的强E_{\parallel}区域相关，这表明磁重联在低β等离子体湍流耗散中起着重要作用。
2016-08-28 physics.plasm-ph
Gyrokinetic turbulence: a nonlinear route to dissipation through phase space
本文描述了一个概念框架来理解动力学等离子体湍流作为一种广义形式的能量级联相空间。它强调的是，湍流能量转化为热力学热量是唯一可以实现的存在下，一些（但小）程度的碰撞。碰撞率的小补偿的速度空间中的小尺度结构的出现。对于gyrokinetic湍流，一个非线性的垂直相位混合机制被确定和描述为同时发生在空间尺度小于离子gyroscale和速度空间的熵波动的湍流级联。由此产生的波动谱的标度关系。提供了碰撞截止的估计。充分的建模和解决碰撞的重要性，在回旋动力学模拟的biopartically讨论，以及这些结果的相关性，以了解耗散范围内的湍流在太阳风和聚变等离子体中的静电微湍流。
2008-11-04 astro-ph nlin.CD physics.plasm-ph
Modeling the turbulent cross-helicity evolution: Production, dissipation, and transport rates
人们已经认识到，湍流交叉螺旋度（速度和磁场波动之间的相关性）可以发挥重要的作用，在几个磁流体动力学（MHD）等离子体现象，如全球磁场的产生，湍流抑制等，尽管其相关性的交叉螺旋度的演变，很少有人注意到湍流交叉螺旋度的耗散率，$ε_W$。本文考虑湍流交叉螺旋度耗散率的模型表达式。在代数模型的基础上，根据非均匀湍流的统计分析理论，提出了$ε_W$的演化方程。采用$ε_W$湍流模型模拟太阳风湍流。将数值模拟结果与卫星观测结果进行了比较。结果表明，就太阳风应用而言，$ε_W$的最简单的代数模型足以阐明太阳风湍流的大尺度空间演化。并讨论了横螺旋度演化对大尺度速度结构（如速度切变和流动膨胀）的依赖性。
2011-07-29 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Nonuniversality and finite dissipation in decaying magnetohydrodynamic turbulence
本文从实空间能量平衡方程出发，导出了无平均磁场下均匀磁流体动力学湍流无量纲耗散率随雷诺数变化的模型方程，得到了$C_{\varepsilon}=C_{\varepsilon, \infty}+C/R_- +O(1/R_-^2))$，其中$R_-$为广义雷诺数。常数$C_{\varepsilon, \infty}$描述了总能量转移通量。这个通量取决于磁螺旋度和交叉螺旋度，因为它们影响能量的非线性传递，这表明$C_{\varepsilon,\infty}$的值不是普适的。直接数值模拟进行了高达$2048^3$网格点，数据和模型之间显示出良好的协议。该模型表明，宇宙尺度的磁场的大小是由矢量场相关性的值控制。这里介绍的思想可以用来推导类似的模型方程的其他湍流系统。
2015-05-12 astro-ph.CO astro-ph.SR physics.flu-dyn
Modeling turbulent energy behavior and sudden viscous dissipation in compressing plasma turbulence
我们提出了一个简单的模型，亚音速等离子体湍流的湍流动能行为进行各向同性三维压缩，如可能存在于各种惯性约束聚变实验或天体物理设置。等离子体粘度取决于温度和电离状态，对于这两种情况，许多可能的压缩定标是可能的。例如，在绝热压缩中，温度缩放为$1/L^2$，其中$L$为线性压缩比，但是如果考虑了热能损失机制，则温度缩放可能较弱。因此，粘度对压缩具有宽范围的净依赖性。这里提出的模型，没有参数的变化，同意以及数值模拟的范围内，这些依赖关系。该模型允许在压缩等离子体中的热能和湍流能之间的注入能量的分配的预测。
2018-02-19 physics.plasm-ph
Significant Amplification of Turbulent Energy Dissipation through the Shock Transition at Mars
利用MAVEN数据首次观测表征了火星弓形激波处湍流能量级联率的演化，发现从太阳风到磁鞘增强三个数量级，且斜激波耗散率更高，直接证明激波倾斜度与湍流放大相关。
2025-10-23 physics.plasm-ph
Local cascade and dissipation in incompressible Hall magnetohydrodynamic turbulence: the Coarse-Graining approach
推导了不可压霍尔磁流体动力学（HMHD）湍流的粗粒化（CG）方程，研究了{ \it局部（空间）}能量级联率随滤波尺度$\ell$的变化.首先对CG方程进行空间平均，得到平均叶栅速率的解析表达式。它的应用程序的三维（3D）模拟（弱可压缩）HMHD显示级联率的平均耗散率在模拟中的值一致，并与经典的估计的基础上的“三阶”法律。此外，我们开发了一个各向异性版本的CG，使我们能够研究沿不同方向的级联率的大小相对于平均磁场。它的实施与中等背景磁场的数值数据显示沿磁场比在垂直平面较弱的级联，而各向同性级联恢复的情况下的背景场。当考虑{ \it局部空间}能量转移时，进一步揭示了CG方法的强度，理论上和数值上显示出在给定位置$\bm{x}$匹配，当在相邻区域局部平均时，（准）局部耗散。展望了利用这种新的模型来研究航天器数据中的局部耗散。
2022-03-10 physics.plasm-ph
Effect of enhanced dissipation by shear flows on transient relaxation and probability density function in two dimensions
我们报告了一个非微扰研究的剪切流的影响湍流减少衰减在二维湍流。通过考虑不同的初始功率谱和剪切流（纬向流，结合纬向流和流光），我们演示了剪切流如何快速产生小尺度，导致湍流振幅的快速阻尼。特别是，湍流振幅的双指数下降示出发生由于波数的指数增加。的有效耗散时间尺度$τ_{e}$，以前采取的混合时间尺度$τ_{e} \propto τ_Ω^{2/3} τ_η$的缩放，示出依赖于剪切流的类型以及初始功率谱的类型。这里，$τ_Ω$和$τ_η$分别是剪切和分子扩散时间。此外，我们提出了时间相关的概率密度函数（PDF），并讨论了增强耗散对PDF和动态时标$τ(t)$的影响，它代表了系统通过统计上不同的状态的时间尺度。
2017-11-14 cs.IT math.IT physics.flu-dyn
