Alternative derivation of exact law for compressible and isothermal magnetohydrodynamics turbulence
导出了充分发展的均匀可压缩磁流体力学(CMHD)湍流的精确规律。对于等温等离子体,在没有各向同性假设的情况下,精确的定律被表示为等离子体速度场、可压缩Alfvén速度和标量密度的函数,而不是以前工作中使用的Elsässer变量。理论结果表明,四种不同类型的条款,涉及的非线性级联的总能量在惯性范围内。每个类别的详细检查,特别是那些可以写为源或通量条款。最后,背景磁场$B_0$的作用是突出和不可压缩MHD(IMHD)模型的比较进行了讨论。这一点在检验空间等离子体数值模拟和现场观测的精确定律时尤为重要。
2017-11-15 physics.plasm-ph physics.space-ph
An in-depth numerical study of exact laws for compressible Hall magnetohydrodynamic turbulence
近年来,可压缩磁流体动力学(MHD)和霍尔磁流体动力学(CHMHD)湍流的各种精确定律被推导出来。除了它们的基本理论兴趣之外,这些定律通常用于估计航天器观测的能量耗散率,以解决各种相关问题,例如,到太阳风(SW)和磁层等离子体的加热。在这里,我们使用各种$1024^3$直接数值模拟(DNS)数据的自由衰减等温CHMHD湍流获得的GHOST代码(地球物理高阶套件湍流)来分析两个最近导出的精确的法律。模拟结果反映了不同的初始马赫数和背景磁场强度。分析表明,在惯性范围内的两个法律的等效性和相关的霍尔效应的强度的级联率在亚离子尺度的幅度。当以其一般形式(即,不限于惯性范围),讨论了关于定态假设的有效性或模拟中强迫的缺乏的一些微妙之处。我们发现,湍流的自由衰减性质引起了从大尺度强迫向存在一个尺度相关的能量库的级联或耗散加油的转变。精确定律的简化形式(在惯性范围内有效)最终成立,即使平稳性假设没有得到充分验证。
2022-01-26 physics.plasm-ph
Multi-Symplectic Magnetohydrodynamics: II, Addendum and Erratum
最近的论文arXiv:1312.4890多辛磁流体动力学(MHD)使用Clebsch变量的欧拉作用原理与约束的进一步扩展。将一类辛性守恒律与涡度守恒定律联系起来,给出了系统Poincaré-Cartan微分形式的修正形式.我们还更正了arXiv:1312.4890中的一些印刷错误(遗漏)。我们表明,涡度辛性守恒定律,这是作为一个系统上的兼容性条件,表示在Clebsch变量相当于采取旋度守恒形式的MHD动量方程。我们使用的Cartan-Poincaré形式,以获得一类微分形式,表示系统使用Cartan的几何理论的偏微分方程。
2015-06-27 physics.plasm-ph
Exact law for homogeneous compressible Hall magnetohydrodynamics turbulence
在不作各向同性假设的情况下,推导了三维均匀可压缩等温霍尔磁流体力学(CHMHD)湍流的精确定律。霍尔电流示出引入新的通量和源项,其作用在小尺度(可比或小于离子趋肤深度)以显著影响湍流动力学。新的法律提供了一个准确的手段来估计第一次的能量级联率在一个广泛的范围内的尺度覆盖的MHD惯性范围和亚离子色散范围的三维数值模拟和{ \it原位}航天器观测可压缩湍流。这项工作是特别相关的天体物理流动,其中小规模的密度波动不能被忽略,如太阳风,行星磁层和星际介质(ISM)。
2017-07-28 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Energy cascade rate measured in a collisionless space plasma with MMS data and compressible Hall magnetohydrodynamic turbulence theory
利用磁层多尺度(MMS)航天器观测数据和最近导出的{ \it可压缩} Hall MHD湍流的精确定律,首次完整地估算了地球磁鞘中磁流体动力学(MHD)和亚离子尺度下的可压缩能量级联率$|\varepsilon_\text{C}|$.采用多航天器技术计算速度梯度和磁场梯度,然后计算出所有的关联函数。结果表明,当密度涨落相对较小时,$|\varepsilon_\text{C}|$在MHD尺度下与不可压缩类似物$|\varepsilon_\text{I}|$很好地一致,但在亚离子尺度下比$|\varepsilon_\text{I}|$大得多。对于较大的密度波动,在每个尺度上,$|\varepsilon_\text{C}|$都大于$|\varepsilon_\text{I}|$,并且其值显着高于较小的密度波动。我们的研究还表明,对于小的和大的密度波动,非通量项始终保持相对于通量项可以忽略不计,并且在亚离子尺度下对$|\varepsilon_\text{C}|$的主要贡献来自可压缩的霍尔通量。
2019-11-21 astro-ph.EP physics.plasm-ph
Impulse Formulations of Hall Magnetohydrodynamic Equations
建立了霍尔磁流体动力学(MHD)方程的脉冲形式。建立了霍尔磁流体动力学广义离子磁螺旋度的拉格朗日不变性。这个拉格朗日不变量的物理意义进行了讨论。然后,讨论扩展到可压缩霍尔MHD。可压缩性效应不影响,如预期的那样,广义离子磁螺旋拉格朗日不变量的物理意义。
2008-08-08 physics.plasm-ph
On the Existence of Fast Modes in Compressible Magnetohydrodynamic Turbulence
通过对可压缩和不可压缩驱动条件下三维可压缩MHD湍流中快磁声模的存在性和性质进行了数值模拟。我们使用两种方法来确定快速模式的存在:仅基于空间变化的模式分解和所有波动的时空4D-FFT分析。后者的方法使我们能够量化的波动,满足色散关系的快速模式与有限的频率。总体而言,我们发现,通过时空4D FFT方法识别的快速模式在总波动功率中的比例对于几乎不可压缩的驱动是微小的,或者对于高度可压缩的驱动是~2%。我们讨论了我们的结果的影响,了解空间和天体物理等离子体中的可压缩波动。
2022-01-20 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-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
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
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
Compressible Relativistic Magnetohydrodynamic Turbulence in Magnetically-Dominated Plasmas And Implications for A Strong-Coupling Regime
在这封信中,我们报告可压缩模式的影响,相对论磁流体动力学(RMHD)湍流坡印廷占主导地位的等离子体使用3维数值模拟。采用Cho & Lazarian(2002)的模式分解方法,将湍流中的涨落分解为快、慢和Alfvén三种MHD模式,并分别分析了它们的能谱和结构函数。分析了可压缩模态能量与Alfvén模态能量之比随其马赫数的变化关系。结果表明,可压缩模的比例不仅随Alfvén马赫数的增大而增大,而且随背景磁化强度的增大而增大,这表明在坡印廷主导的等离子体中,快模和Alfvén模之间存在强耦合,并出现了不同于非相对论MHD情形的新的RMHD湍流区.这一发现将影响通过假设Alfvénic临界平衡湍流获得的粒子加速效率,并将改变由非热电子产生的光子谱。
2016-10-17 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
General exact law of compressible isentropic magnetohydrodynamic flows: theory and spacecraft observations in the solar wind
磁流体动力学(MHD)湍流的各种形式的精确定律已被导出,无论是在不可压缩极限,或等温可压缩流动。在这里,我们提出了一个更一般的方法,使我们能够获得任何湍流等熵流(即,常数熵)。我们证明,已知的MHD精确的法律(不可压缩和等温)和新的(多变)的一个可以得到作为特定情况下的一般法律时,相应的封闭方程。我们还恢复了所有已知的流体动力学(HD)湍流(不可压缩的,等温的和多变的)从这个法律的限制${\bf B}=0$的确切法律。我们还表明,在这项工作中的两种形式(等温和多方)的MHD精确的法律利益之间的差异驻留在一些源项和明确的形式取决于内能的通量项。最后,我们将这两种形式的帕克太阳探测器(PSP)的数据在日光层内,以突出不同的封闭方程如何影响能量级联率估计。
2021-05-17 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Energy-consistent finite difference schemes for compressible hydrodynamics and magnetohydrodynamics using nonlinear filtering
本文介绍了一种求解可压缩流体动力学和磁流体动力学(MHD)方程的能量一致的有限差分格式。对于可压缩磁流体力学,利用空间差分的乘积规则,导出了能量一致的有限差分格式。内能方程、动能方程和磁能方程的守恒性质可以在离散水平上得到满足,而无需显式求解总能量方程。数值解中的激波和不连续性通过非线性滤波方案稳定化。通过引入粘性和电阻加热率,还导出了过滤方案的能量一致的离散化。由此产生的能量一致的制定可以实现与各种中心差分,非线性滤波和时间积分计划。二阶和五阶计划的基础上提出的制定实施。通过一维和二维数值试验证明了本方案的守恒性和鲁棒性。所提出的方案成功地处理了最严格的问题,在极高的马赫数和低β条件。
2021-02-24 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Three Dimensional Pseudo-Spectral Compressible Magnetohydrodynamic GPU Code for Astrophysical Plasma Simulation
本文介绍了一个GPU加速的三维可压缩磁流体动力学代码的基准测试和缩放研究。该程序是根据Eugene Newman Parker的理论,着眼于解释宇宙和核聚变反应堆中大、中尺度磁场的产生。空间导数的代码是基于伪谱方法和时间求解器是显式的。通过OpenACC并行化和使用NVIDIA CUDA快速傅立叶变换库(cuFFT),以最少的代码更改实现GPU加速。NVIDIA的统一内存被用来实现GPU设备内存的超额订阅,以实现大型网格的无缝核外处理。我们的实验结果表明,GPU加速的代码是能够实现高达两个数量级的加速比相应的OpenMP并行,基于FFTW库的代码,在NVIDIA特斯拉P100 GPU。对于需要在GPU上进行核外处理的大型网格,我们在Tesla P100 GPU上看到了比基于FFTW的OpenMP代码快7倍的加速。我们还提出了不同的GPU架构上的GPU加速代码的性能分析-开普勒,Pascal和Volta。
2018-10-30 physics.comp-ph physics.plasm-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
Energy cascade rate in isothermal compressible magnetohydrodynamic turbulence
采用三维直接数值模拟方法研究了等温可压缩磁流体动力学湍流中的能量级联率。我们的分析是指导最近推导出的两点精确的法律,在这个问题中,通量,源,混合和混合条款。对于不同的初始亚音速马赫数$M_S$和不同的磁引导场${\bf B}_0$,研究了每一项的相对重要性。对能量级联率的主要贡献来自可压缩通量,其对磁引导场${\bf B}_0$的依赖较弱,不像其模量随$M_S$和${\bf B}_0$显著增加的其他项。特别是,对于强${\bf B}_0$的源项和混合项是占主导地位的小尺度几乎相同的幅度,但具有不同的符号。一个统计分析的基础上的SO(3)旋转群的各向同性分解产生虚假的结果存在的${\bf B}_0$相比,轴对称分解更适合的几何形状的问题。我们的数值计算结果进行了比较与以前的分析与现场测量的太阳风和地球磁鞘。
2018-07-21 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Spectral transfer and Kármán-Howarth-Monin equations for compressible Hall magnetohydrodynamics
我们推导了两种新形式的衰减可压缩霍尔磁流体动力学(MHD)湍流的Kármán-Howarth-Monin方程。我们测试他们的弱可压缩,二维,中等雷诺数霍尔MHD模拟的结果,并比较它们与各向同性频谱传输(ST)方程。由于边界条件的周期性,KHM和ST方程在整个模拟过程中自动满足,并具有互补的累积行为。它们在这里被用来分析湍流的开始及其充分发展时的性质。这些方法给出了等价的结果表征:在大尺度上的动能+磁能的衰减,MHD和霍尔跨尺度能量传递/级联,压力膨胀和耗散。当磁流体效应使能量接近离子惯性范围时,出现霍尔级联,并与重联电流片的形成有关。在稍后的时间,压力膨胀能量交换率在零附近振荡,当在其振荡的一段时间内平均时,对跨尺度能量转移没有净影响。一个减少的一维分析表明,所有这三种方法可能是有用的估计能量级联率从现场观测。
2021-04-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Compressible Magnetohydrodynamic Turbulence: mode coupling, scaling relations, anisotropy, new regime and astrophysical implications
我们提出了数值模拟和探索可压缩磁流体动力学(MHD)湍流的标度和各向异性。我们的研究涵盖了在不同的马赫数的气体压力为主(高β)和磁为主(低β)等离子体。此外,我们提出了superAlfvenic湍流的结果,并讨论在何种方式下,它是类似于subAlfvenic湍流。我们描述了一种分离不同的磁流体动力学(MHD)模式(慢,快和阿尔芬)的技术,并将其应用到我们的模拟。结果表明,在高β和低β情况下,Alfven模和慢模都具有Kolmogorov谱(指数=-5/3)和尺度相关的Goldreich-Sridhar各向异性,而快模具有指数=-3/2和各向同性的谱.本文讨论了在不同区域由MHD湍流引起的密度涨落的统计特性。我们的发现涉及许多天体物理学的含义,从宇宙射线传播到伽马射线暴和恒星形成。特别是,我们表明,早期研究人员报道的湍流的快速衰减是不相关的压缩性和模式耦合MHD湍流。此外,我们发现,磁场增强和密度增强是轻微相关的。在AU尺度上解决部分电离星际气体的密度结构,我们表明,新的制度的MHD湍流,我们以前报告的不可压缩流持续可压缩湍流,因此可能会提供一个解释这些神秘的结构。
2003-07-03 astro-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Observation of Turbulent Magnetohydrodynamic Cascade in the Jovian Magnetosheath
我们提出的第一个估计的能量级联率在木星的磁鞘(MS)。我们使用原位观测从木星极光分布实验(JADE)和磁强计调查(MAG)仪器搭载的朱诺号航天器,与最近的两个可压缩模型调查级联率的磁流体动力学(MHD)尺度。虽然在木星MS中观察到高水平的可压缩密度波动,但在MHD惯性范围内存在恒定的能量通量。在MHD范围内,当存在密度涨落时,可压缩等温和多变能量级联率增加。我们发现,在木星的磁鞘的能量级联率至少是两个数量级(100倍)小于相应的典型值在地球的磁鞘。
2023-01-31 astro-ph.EP physics.plasm-ph
Small scale structures in three-dimensional magnetohydrodynamic turbulence
我们使用网格高达1536^3点的直接数值模拟,研究了在确定性和随机初始条件下,三维衰减MHD流中小尺度发展的速率。平行的流面和涡面在相同的空间位置形成,并在初始指数阶段后进一步不稳定和折叠或卷起。在高雷诺数下,发现电流和涡度最大值的自相似演化,其中它们作为时间的三次方增长;然后流量达到独立于雷诺数的有限耗散率。
2006-07-28 physics.flu-dyn 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
Temporal Properties of the Compressible Magnetohydrodynamic Turbulence
针对可压缩MHD湍流时间特性这一未解问题,本研究提出三种MHD模色散关系的洛伦兹展宽可解释其频谱特征,揭示了展宽宽度与波数的标度关系及与能量级联的关联,为该领域研究提供新视角。
2023-10-05 astro-ph.GA physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Energy transfer in compressible magnetohydrodynamic turbulence
磁场、压缩性和湍流是许多地球和天体物理过程中的重要因素。虽然能量动力学,即能量是如何转移内和之间的动力和磁水库,以前已经研究了不可压缩的磁流体动力学(MHD)湍流的背景下,我们扩展壳到壳的能量转移分析的可压缩制度。我们推导出四个新的传递函数,特别是捕获压缩性的影响,在动能和磁级联,并捕获通过磁压力的能量交换。为了说明他们的可行性,我们执行和分析四个模拟驱动等温MHD湍流在亚和超声速制度与两个不同的代码。一方面,我们的分析揭示了跨政权和数值方法的鲁棒特性。例如,个别尺度之间的能量转移是本地和向前的两个级联与磁级联是强于动能。与叶栅相比,与磁张力和磁压力相关的转移不那么局部化,并且更弱。我们没有发现明显的非本地转移的证据。另一方面,我们表明,某些功能,例如,磁能级联的压缩分量表现出更复杂的行为,其随状态和数值方法而变化。在建立了可压缩状态下的分析基础之后,该方法现在可以应用于研究更广泛的参数空间。
2017-10-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Spatiotemporal Properties of Compressible Magnetohydrodynamic Turbulence from Space Plasma
Institut für Physik und Astronomie, Universität Potsdam(波茨坦大学物理与天文学研究所);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步辐射中心);Institute of Science and Technology for Deep Space Exploration, Nanjing University(南京大学深空探测科学与技术研究院);Shandong Key Laboratory of Space Environment and Exploration Technology, Institute of Space Sciences, School of Space Science and Technology, Shandong University(山东大学空间科学与技术学院空间科学研究所空间环境与探测技术山东省重点实验室);Universität Potsdam(波茨坦大学)
利用多航天器极化模式分解技术,首次定量评估了可压缩MHD湍流中所有本征模的非线性频率展宽,发现慢模存在弱-强湍流转变,而快模保持弱湍流。
2026-07-02 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.plasm-ph
Small-amplitude Compressible Magnetohydrodynamic Turbulence Modulated by Collisionless Damping in Earth's Magnetosheath: Observation Matches Theory
本研究利用Cluster卫星数据首次观测证实无碰撞阻尼调制地球磁鞘中小振幅可压缩MHD湍流,分解三种模式并揭示其对各向异性的影响,观测与理论相符。
2024-02-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On three dimensional steady super-Alfvénic magnetohydrodynamics shocks with aligned fields
本文研究了三维定常超阿尔芬磁流体动力学激波问题,通过变形张量和修正涡量对定常MHD方程进行有效分解,并在三维扰动下证明了圆柱跨音速激波解的存在性与结构稳定性。
2025-10-14 math.AP physics.plasm-ph
Analysis of Magnetohydrodynamic Perturbations in Radial-field Solar Wind from Parker Solar Probe Observations
我们报告了2018年10月31日至11月12日使用帕克太阳探测器航天器数据对低\b{eta}径向场太阳风中亚阿尔夫文磁流体动力学(MHD)扰动的分析。利用奇异值分解方法计算波矢,将MHD扰动分解为三种线性本征模(Alfvén模、快模和慢模),以探讨亚Alfvénic扰动的性质以及可压缩扰动在太阳风加热中的作用.在径向场太阳风中,MHD扰动显示出高度的阿尔文性,阿尔文模式的能量占主导地位(~45%-83%),快模式(~16%-43%)和慢模式(~1%-19%)。我们对2018年11月10日的代表性事件进行了详细分析。观测结果表明,快模式占主导地位的磁压缩,而慢模式占主导地位的密度压缩。可压缩模式的能量阻尼率与加热率相当,这表明可压缩模式的无碰撞阻尼对太阳风加热可能是重要的。这些结果对进一步研究太阳附近的不平衡湍流和低\b{eta}等离子体中MHD尺度下可压缩模可能的加热效应具有重要意义。
2021-10-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Compressible dynamics of magnetic field lines for incompressible MHD flows
证明了不可压缩磁流体力学流动中磁场线的变形是可压缩映射的结果。映射雅可比矩阵的零的出现对应于磁场线的断裂,其与磁场的局部爆破相关联。这种事件的可能性被发现是不太可能在二维,但不是在三维。
2003-10-01 physics.plasm-ph physics.space-ph
Vorticity Generation in Slow Cooling Flows
我们表明,任何一般的非绝热的理想可压缩流体的缓慢流动发展一个显着的涡。作为一个例子,考虑了初始无旋传导冷却流。涡量产生的扰动理论的开发,采用,作为零阶的解决方案,一种新的二维相似性解决方案。全气体动力学模拟的CF证明涡的产生和支持的理论。与“热通道”的实验这个问题的相关性进行了讨论。
1997-02-05 nlin.PS patt-sol physics.flu-dyn
Effects of Alfvénicity on the Compressible Energy Cascade in Magnetohydrodynamic Solar Wind Turbulence: Evidence from Parker Solar Probe, Solar Orbiter, and WIND observations
Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales(布宜诺斯艾利斯大学,理学院);CONICET – Universidad de Buenos Aires, Instituto de Física Interdisciplinaria y Aplicada (INFINA)(阿根廷国家科学研究委员会–布宜诺斯艾利斯大学,交叉与应用物理研究所);Department of Physics, The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校,物理系);Department of Astronomy, University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校,天文学系);Planetary Magnetospheres Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center(NASA戈达德太空飞行中心,行星磁层实验室)
本研究利用多航天器观测数据,发现阿尔芬性和风速调控太阳风湍流中可压缩与不可压缩能量级联的比值,并揭示速度涨落是级联速率的主要预测因子。
2026-10-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Peristaltic Flow in Compressible, Ideal Magnetohydrodynamics: A Mechanism For Solar Spicules
University of Salford(萨尔福德大学)
基于可压缩理想MHD的蠕动流模型,在薄管长波近似下计算时间平均体积流量,解释太阳针状体的定向向上流动,并预测观测特征。
2026-08-27 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Evidence for a singularity in ideal magnetohydrodynamics: implications for fast reconnection
本文给出了理想三维磁流体动力学(MHD)有限时间奇异性的数值证据。模拟从没有初始速度的两个互锁的磁通量环开始。磁弯曲力导致磁通环收缩,直到它们接触。这在它们之间产生电流片。在理想的可压缩计算中,有限时间$t_c$中奇点的证据是峰值电流密度在一定范围的声速(或等离子体β)下表现得像$|J|_\infty \sim 1/(t_c-t)$。对于不可压缩的计算与可压缩的计算的一致性注意到,并提出证据,有收敛到一个自相似的状态。在电阻重联计算中,磁螺旋度几乎是守恒的,能量是耗散的。
1999-04-20 astro-ph chao-dyn nlin.CD
Sub-sonic compressible magnetohydrodynamic turbulence I. Alfvénic and fast-magnetosonic injection, amplitude dependence, and compressibility effects
Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange(蔚蓝海岸大学、蔚蓝海岸天文台、法国国家科学研究中心、拉格朗日实验室)
该研究通过PLUTO代码的三维模拟,探究亚音速可压缩MHD湍流的性质受初始扰动、振幅及等离子体β的影响,明确了不同条件下的湍流谱特征,相关结果将为后续宇宙线输运研究提供基础。
2026-11-03 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph