金属丝Turbulence的流体动力学和磁流体动力学模拟

Sub-grid-scale model for studying Hall effects on macroscopic aspects of magnetohydrodynamic turbulence

A new sub-grid-scale model is developed for studying influences of the Hall term on macroscopic aspects of magnetohydrodynamic turbulence. Although the Hall term makes numerical simulations extremely expensive by exciting high-wave-number coefficients and makes magnetohydrodynamic equations stiff, studying macroscopic aspects of magnetohydrodynamic turbulence together with the Hall term is meaningful since this term often influences not only sub-ion-scales but also macroscopic scales. A new sub-ion-scale sub-grid-scale model for large eddy simulations of Hall magnetohydrodynamic turbulence is …

关于不可压缩磁流体力学Turbulence的性质

On the Nature of Incompressible Magnetohydrodynamic Turbulence

提出了一个新的不可压缩磁流体动力学湍流模型来解释最近的数值结果。根据所提出的模型，在强外部磁场的存在下，不可压缩磁流体动力学湍流变得非局部的意义上说，低频模式导致相互作用的高频模式从惯性间隔的去相关。结果表明，所获得的非局部谱的惯性范围内的不可压缩磁流体动力学湍流代表各向异性类似的Kraichnan的非局部谱的流体动力学湍流。基于弱耦合近似，这是直接相互作用近似的等效配方之一的框架中进行的分析，它表明，不可压缩磁流体动力学湍流可以是本地和非本地的，因此各向异性的类似物的Kolmogorov和Kraichnan频谱是可实现的不可压缩磁流体动力学湍流。

开普勒剪切流中的超瞬态磁流体动力学turbulence

Supertransient magnetohydrodynamic turbulence in Keplerian shear flows

本文用统计方法研究了磁化开普勒剪切流的亚临界湍流转捩。采用零净磁通量的剪切盒方程的三维数值模拟来确定从衰减到持续湍流的转变作为磁雷诺数Rm的函数。结果表明，没有明确的过渡到持续的湍流的平均寿命的瞬变增长作为一个指数函数的Rm，按照II型超瞬态法。

三维磁流体动力学turbulence的标度特性

Scaling properties of three-dimensional magnetohydrodynamic turbulence

三维磁流体动力学湍流的标度特性是通过使用$512^3$模式对衰减湍流进行直接数值模拟来获得的。结果表明，湍流不遵循Iroshnikov-Kraichnan现象，在高电阻率情况下，结构函数呈现出明显的标度范围，标度指数$ζ_p$的绝对值。标度指数与修正的She-Leveque模型$ζ_p=p/9 + 1 - (1/3)^{p/3}$一致，对应于Kolmogorov标度，但片状几何的耗散结构。

Artificial neural network subgrid models of 2-D compressible magnetohydrodynamic turbulence

We explore the suitability of deep learning to capture the physics of subgrid-scale ideal magnetohydrodynamics turbulence of 2-D simulations of the magnetized Kelvin-Helmholtz instability. We produce simulations at different resolutions to systematically quantify the performance of neural network models to reproduce the physics of these complex simulations. We compare the performance of our neural networks with gradient models, which are extensively used in the extensively in the magnetohydrodynamic literature. Our findings indicate that neural networks significantly outperform gradient models…

霍尔磁流体动力学Turbulence中的多尺度效应：壳模型的研究

Multiscaling in Hall-Magnetohydrodynamic Turbulence: Insights from a Shell Model

我们表明，壳模型版本的三维霍尔磁流体动力学（3D霍尔MHD）方程提供了一个自然的理论模型，调查速度和磁结构函数的多尺度行为。我们进行了广泛的数值研究，这个壳模型，获得其结构函数的标度指数，在低- $k$和高- $k$幂律范围内的三维霍尔磁流体，并发现扩展自相似性（ESS）程序是有助于提取多尺度性质的结构函数在高- $k$制度，否则似乎显示简单的缩放。我们的结果揭示了有趣的太阳风测量。

磁流体力学turbulence中的尺度相互作用

Scale interactions in magnetohydrodynamic turbulence

本文综述了磁流体动力学湍流中尺度相互作用的研究进展。当今计算能力的提高，使得能够探索传导流中不同的湍流结构，以及壳到壳传递函数的发展，导致了对速度和磁场之间以及尺度之间的相互作用的详细研究。特别是，诸如感应和发电机作用、由洛伦兹力对速度波动的阻尼或各向异性的发展等过程，可以在不同的尺度上表征。在这方面，我们考虑三种不同的配置，经常在文献中研究：机械强制湍流，自由衰减湍流，和湍流中存在的均匀磁场。每种配置都有不同的地球物理和天体物理应用。每种情况都讨论了当地和非当地的转移。虽然仅动能或仅磁能的尺度之间的转移是局部的，但观察到动能和磁场之间的转移是局部的或非局部的，这取决于配置。本文还对磁螺旋度级联中的尺度相互作用进行了评述。在此基础上，讨论了湍流中常用的小尺度各向同性假设和普适性假设的合理性。

流体动力学和磁流体动力学turbulence中精确标度关系的另一种表述

An alternative formulation for exact scaling relations in hydrodynamic and magnetohydrodynamic turbulence

我们提出了一个替代配方的精确关系，在三维均匀湍流使用两点统计。我们的发现说明与不可压缩流体动力学，标准和霍尔磁流体动力学湍流。在该公式中，湍流无粘不变量的级联率可以简单地用混合二阶结构函数表示。除速度${\bf u}$、涡量$ω$、磁场${\bf b}$和电流${\bf j}$等常用变量外，矢量${\bf u } \times {\boldsymbol ω}$、${\bf u} \times {\bf b}$和${\bf j} \times {\bf b}$也对湍流叶栅起着关键作用。目前的方法提供了一个简单的代数形式，这是特别有趣的研究各向异性的空间等离子体，如太阳风，在原则上更快的统计收敛比经典的法律写在三阶振荡器。

磁流体动力学turbulence中的动力学多尺度

Dynamic multiscaling in magnetohydrodynamic turbulence

本文首次研究了三维均匀各向同性磁流体（MHD）湍流中随时间变化的速度和磁场结构函数的多尺度性。我们推广的形式主义，已经开发了类似的研究中的流体湍流的时间相关的结构函数的MHD。通过在三维MHD湍流壳模型中对这种随时间变化的结构函数进行详细的数值研究，我们得到了等时标度指数和动态标度指数。

准静态磁流体动力学turbulence中的可变能流

Variable energy flux in quasi-static magnetohydrodynamic turbulence

实验和数值模拟表明，随着外部磁场或等效相互作用参数的增大，磁流体动力学湍流在准静态极限下的能谱偏离Kolmogorov $k^{-5/3}$谱.为了解释这一现象，我们构建了一个解析湍流模型与可变的能量通量，由于洛伦兹力引起的耗散。使用我们的模型计算的能谱的各种相互作用参数与早期的实验和数值结果定性一致。

各向异性磁流体力学turbulence中的湍流能量级联

On the turbulent energy cascade in anisotropic magnetohydrodynamic turbulence

基于非线性相互作用的弱性和级联能量在波矢空间的各向异性，用唯象理论讨论了太阳风等离子体中Alfvénic湍流能量级联的发生问题.在这里，这个悖论是审查通过正式推导的Yaglom关系从各向异性磁流体动力学方程。Yaglom关系式涉及由速度和磁场计算的三阶矩，并涉及两个Elsässer矢量场，就湍流的航天器观测而言，特别有用。

2D2C、2D3C、2C2Dcw1C3D、3D3C、旋转turbulence、薄层流、准静态磁流体力学（QSMHD）及其他

2D2C, 2D3C, 2C2Dcw1C3D, 3D3C, rotating turbulence, thin-layer flows, quasi-static magnetohydrodynamics (QSMHD), and beyond

2D2C、2D3C、2C2Dcw1C3D、3D3C、旋转湍流、薄层流动、准静态磁流体力学（QSMHD）等方面的研究工作还比较多，但本文适时报道了局部和全局2C2Dcw1C3D流动的一些研究，以期促进更智能、更深入的工作。

Port-Hamiltonian inspired gradient diffusion model for magnetohydrodynamic turbulence

As a reduced representation of the nonlinear spectral fluxes of ideal invariants in incompressible magnetohydrodynamics, we construct a gradient-diffusion network model that combines phenomenological considerations and geometrical analysis of the exact nonlinear energy transfer function. The reduced-order representation of the conservative spectral transport of energy and cross-helicity is of port-Hamiltonian form, which highlights the flexibility and modularity of this approach. Numerical experiments with Reynolds numbers up to $~10^6$ yield clear power-law signatures of inertial-range energy…

常剪切磁流体力学turbulence中增量的三阶定律

The third-order law for increments in magnetohydrodynamic turbulence with constant shear

本文将均匀不可压缩磁流体（MHD）湍流中三阶结构函数的理论推广到存在常速度剪切的情况。一个概括的通常的关系[Politano和Pouquet，物理评论E，57 - 21（1998）]之间的三阶结构函数和耗散率在稳定的惯性范围内的湍流，其中剪切起着至关重要的作用。特别地，剪切的存在导致三阶定律，其不是简单地与相对分离成比例。对实验室和空间等离子体的可能影响进行了讨论。

作为磁流体动力学turbulence动力学诊断的拉格朗日频谱

The Lagrangian frequency spectrum as a diagnostic for magnetohydrodynamic turbulence dynamics

对于磁流体动力学湍流的现象学描述，存在竞争模型，例如Boldyrev [Phys.Rev.Lett. \textbf{96}，115002，2006]和Gogoberidze [Phys.Plas. \textbf{14}，022304，2007]，它们预测湍流能谱的相同欧拉惯性范围标度，尽管它们采用根本不同的基本相互作用机制。{找到了一个关系，它将拉格朗日频谱与湍流波动的自相关时标$τ_\mathrm{ac}$和相关的级联时标$τ_{\mathrm{cas}}$联系起来。因此，拉格朗日能谱可用于识别弱（$τ_\mathrm{ac}\llτ_{\mathrm{cas}}$）和强（$τ_\mathrm{ac}\simτ_{\mathrm{cas}}$）相互作用机制，从而深入了解湍流能量级联。新的方法说明了直接数值模拟的结果，二维和三维不可压缩MHD湍流。

磁流体动力学Turbulence和太阳风中的惯性范围重联

Inertial-Range Reconnection in Magnetohydrodynamic Turbulence and in the Solar Wind

关于太阳风的现场航天器数据显示，事件被确定为具有流出和明显的“$X$ -线”$10^{3-4}$倍离子尺度的磁重联。为了理解湍流在这些尺度上的作用，我们在磁流体动力学（MHD）模拟中对惯性范围重联事件进行了案例研究。我们观察到随机漂移的磁力线在空间中，标准的磁通量冻结由于理查森色散的故障，和一个扩大的重联区包含许多电流片。粗颗粒的磁几何形状类似于太阳风中的大尺度重联，然而，双曲线通量管或“$X$ -线”在积分长度尺度上延伸。

磁主导等离子体中可压缩相对论磁流体动力学Turbulence及其对强耦合机制的启示

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。

霍尔磁流体力学Turbulence中螺旋度的手征精确关系

Chiral Exact Relations for Helicities in Hall Magnetohydrodynamic Turbulence

除了总能量外，三维不可压缩霍尔磁流体力学（MHD）还具有两个无粘不变量：磁螺旋度和广义螺旋度。新的精确关系推导出均匀（非各向同性）固定霍尔MHD湍流（也为它的惯性电子MHD限制）与非零螺旋和大雷诺数的渐近极限。普适定律只以混合二阶结构函数的形式来表示，即两个不同增量的标量积。因此，它提供了相应的不变通量的耗散率的直接测量。研究表明，广义螺旋度级联与左极化涨落密切相关，而磁螺旋度级联与右极化涨落密切相关。

剪切旋转turbulence中磁流体动力学涨落引起的电动势

Electromotive force due to magnetohydrodynamic fluctuations in sheared rotating turbulence

本文在二阶关联近似下计算了一般小尺度磁流体动力学湍流的平均电动势。为了增进对吸积盘发电机的了解，包括了小尺度磁波动、速度梯度、密度和湍流分层以及旋转所产生的影响。补充数值结果的主要结果是，由于磁场波动引起的非对角湍流电阻率可以产生大规模的发电机作用--“剪切电流”效应的磁模拟。此外，考虑到在盘的分层区域中的$α$效应，给出了一个令人困惑的结果，即对于$α$的符号没有强有力的预测，因为由于动力学和磁波动的效应，以及由于剪切和旋转的效应，每个都是相反的符号，并且倾向于相互抵消。

强不可压磁流体动力学turbulence的数值模拟

Numerical simulations of strong incompressible magnetohydrodynamic turbulence

磁化等离子体湍流遍布宇宙，可能在各种天体物理环境中发挥重要作用。磁流体动力学（MHD）提供了最简单的理论框架，在其中可以建立湍流动力学的唯象模型。MHD湍流的数值模拟被广泛用于指导和检验理论预测，然而，模拟MHD湍流和精确测量其标度特性是远远不够的。计算能力将计算限制在中等雷诺数，并且经常进行简化假设，以便可以访问更大范围的尺度。在描述了研究强不可压缩MHD湍流的理论预测和数值方法之后，我们提出了一系列高分辨率直接数值模拟的结果。我们讨论的影响，在计算方法的不一致性可以有解决方案和它的物理解释。

高相互作用参数下准静态磁流体力学turbulence的强各向异性

Strong anisotropy in quasi-static magnetohydrodynamic turbulence for high interaction parameters

我们模拟强迫准静态磁流体动力学湍流和调查的各向异性，能谱和能流，特别是大的相互作用参数（$N$）。我们表明，能量谱的角度依赖性是很好的量化使用勒让德多项式。对于大的$N$，能谱是指数的。我们的直接计算的能量通量揭示了一个逆级联的能量在低波数，类似于在二维湍流。我们观察到中度$N$（$N \sim 20$）的流动为二维（2D），而$N \ge 27$的流动为二维-3C型。在我们的强制模拟中，从2D到2D-3C的转变发生在比Favier等人更高的$N$值处，[“On the two-dimensionalization of quasistatic magnetohydrodynamic turbulence，”Phys. Fluids 22，075104（2010）]，他们采用衰减模拟。

准静态磁流体动力学turbulence中的各向异性能量传递

Anisotropic energy transfers in quasi-static magnetohydrodynamic turbulence

我们进行直接的准静态磁流体动力学湍流的数值模拟，并计算各种能量转移，包括环到环和锥形能量转移，和能量通量的垂直和平行分量的速度场。我们表明，具有较高的极角的环转移能量的低极角。对于大的相互作用参数，主要的能量转移发生在赤道附近（极角$θ\approx \fracπ{2}$）。能量传递在波数和角度上都是局部的。垂直分量的能流主要是从高到低的波数（能量的逆级联），而平行分量的能流主要是从低到高的波数（能量的正级联）。我们的结果是一致的与早期的结果，这表明准二维准静态磁流体动力学（MHD）流在高相互作用参数。

磁流体动力学湍流中的能量分配

Energy partition in magnetohydrodynamic turbulence

本文通过分析 MHD 湍流能量方程，给出动能与磁能分配关系，指出其由最大涡旋的磁长度尺度和速度长度尺度之比决定。

各向同性turbulence和磁流体动力学turbulence中的抵消指数

Cancellation exponents in isotropic turbulence and magnetohydrodynamic turbulence

湍流的小尺度特征，如速度梯度和涡度，在大小上迅速波动，在符号上振荡。许多工作存在于星等变化的特性，但远远不够的符号振荡。虽然在大尺度上进行的平均由于振荡特性而趋于零，但在越来越小的尺度上进行的平均将以某种特征方式随平均尺度而变化。在高雷诺数下的这种特征变化被所谓的抵消指数所捕获，该指数测量了随着平均尺度在空间或时间上的增加，局部平均值如何趋于抵消。过去的实验工作表明，湍流中的指数取决于人们是否考虑全三维空间中的量，或者使用它们的一维或二维切割。在$8192^3$网格上计算了雷诺数为1300的泰勒尺度下各向同性湍流中涡量和纵向及横向速度梯度的抵消指数。2D切割产生与全3D相同的指数，而1D切割产生较小的数字，这表明更高维度的结果更可靠。我们的情况下，各向同性湍流中的涡丝的存在导致这一结论。这种效应在磁流体动力学湍流中特别明显，其中沿着施加的磁场发展空间相干性的程度增加。

基于3D磁流体动力学湍流中测试粒子训练的扩散模型生成宇宙射线轨迹

Generation of cosmic ray trajectories by a Diffusion Model trained on test particles in 3D magnetohydrodynamic turbulence

该研究受机器学习进展启发，将生成扩散模型应用于合成3D磁流体动力学湍流中的测试粒子轨迹，在固定粒子能量下与基线轨迹一致性优异，并讨论了构建应用级输运模型的挑战。

Direct Numerical Simulations of Three-dimensional Magnetohydrodynamic Turbulence with Random, Power-law Forcing

We present pseudospectral direct-numerical-simulation (DNS) studies of the three-dimensional magnetohydrodynamic (MHD) equations (3DRFMHD) with a stochastic force that has zero mean and a variance $\sim k^{-3}$, where $k$ is the wavenumber, because 3DRFMHD is used in field-theoretic studies of the scaling of energy spectra in MHD turbulence. We obtain velocity and magnetic-field spectra and structure functions and, from these, the multiscaling exponent ratios $ζ_p/ζ_3$, by using the extended self similarity (ESS) procedure. These exponent ratios lie within error bars of their counterparts for …

交叉螺旋度在磁流体动力学turbulence中的作用

Role of cross helicity in magnetohydrodynamic turbulence

采用高分辨率直接数值模拟方法研究了强不可压三维磁流体动力学湍流。模拟结果表明，配置空间的特点是由区域的积极和消极的交叉螺旋度，对应于高度对齐或反对齐的速度和磁场波动，即使当平均交叉螺旋度为零。为了阐明交叉螺旋度的作用，在交叉螺旋度不为零的不平衡区域获得湍流的谱和结构。当在正和负交叉螺旋度区域上平均时，结果与平衡湍流的模拟一致。对所得结果进行了分析解释。

Turbulent Drag Reduction in Magnetohydrodynamic Turbulence and Dynamo from Energy Flux Perspectives

In this review, we describe turbulent drag reduction in a variety of flows using a universal framework of energy flux. In a turbulent flow with dilute polymers and magnetic field, the kinetic energy injected at large scales cascades to the velocity field at intermediate scales, as well as to the polymers and magnetic field at all scales. Consequently, the kinetic energy flux, $ Π_u(k) $, is suppressed in comparison to the pure hydrodynamic turbulence. We argue that the suppression of $Π_u(k)$ is an important factor in the reduction of the inertial force $\langle {\bf u \cdot \nabla u} \rangle$…

均匀磁流体力学turbulence中无量纲耗散率的Reynolds-number依赖性

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$C_{\varepsilon,\infty} = 0.223$。

小尺度磁流体动力学发电机：从确定性混沌到湍流

Small-scale magnetohydrodynamic dynamos: from deterministic chaos to turbulence

本研究借助数值模拟、地球物理及太阳观测，揭示小尺度MHD发电机磁场从确定性混沌到强湍流的随机化转变机制，用分布式混沌参数量化随机程度，发现磁流体不变量的调控作用，且模拟与观测定量吻合。

Exact law for compressible pressure-anisotropic magnetohydrodynamic turbulence: toward linking energy cascade and instabilities

We derive a first exact law for compressible pressure-anisotropic magnetohydrodynamic turbulence. For a gyrotropic pressure tensor, we study the double-adiabatic case and show the presence of new flux and source terms in the exact law, reminiscent of the plasma instability conditions due to pressure anisotropy. The Hall term is shown to bring ion-scale corrections to the exact law without affecting explicitly the pressure terms. In the pressure isotropy limit we recover all known results obtained for isothermal and polytropic closures. The incompressible limit of the gyrotropic system leads to…

流体动力学和磁流体动力学turbulence实验和数值模拟中的长期记忆

Long-term memory in experiments and numerical simulations of hydrodynamic and magnetohydrodynamic turbulence

我们分析时间序列源于实验和直接数值模拟的流体动力学和磁流体动力学湍流。模拟是在周期性的盒子里进行的，但是选择了一个体积强迫来模拟实验中流动的几何形状，两个反向旋转的叶轮之间的冯卡门旋流。模拟中的参数被选择为（在计算限制内）允许实验和数值结果之间的比较。在所有情况下都考虑导电流体。两种不同的配置被认为是：一个案件与弱的外部施加的磁场，并与自持磁场的情况下。长期记忆和$1/f$噪声的证据在实验和模拟中观察到，在与冯卡门流中剪切层的流体动力学行为相关的弱磁场的情况下，和在与大尺度磁场的慢磁流体动力学行为相关的发电机的情况下。

TURB-MHD：一个开放获取的强制均匀磁流体动力学湍流数据库

TURB-MHD: an open-access database of forced homogeneous magnetohydrodynamic turbulence

TURB-MHD数据库提供了强制均匀磁流体动力学湍流的数据集，用于研究总能量 cascade 和部分逆动能 cascade 的现象。

驱动磁流体动力学Turbulence的动态对准

Dynamic Alignment in Driven Magnetohydrodynamic Turbulence

最近的分析预测的动机，我们报告的数值证据表明，在驱动不可压缩磁流体动力学湍流的磁场和速度场的波动局部倾向于调整其极化方向。这种动态对准在较小尺度下更强，偏振之间的角度失配随着尺度λ近似为θ_λ~ λ^{1/4}而减小。这可以自然地导致非线性相互作用的减弱，并为在强磁化湍流的数值实验中观察到的能谱E（k）~ k^{-3/2}提供解释。

具有大小能量注入长度尺度的二维磁流体动力学turbulence

Two-dimensional magnetohydrodynamic turbulence with large and small energy-injection length scales

二维磁流体动力学（2D MHD），被迫在（a）大的长度尺度或（b）小的长度尺度，显示湍流，但统计稳定的状态，具有广泛不同的统计特性。我们提出了一个系统的，比较研究这两种情况（a）和（b），通过使用直接数值模拟（DNSs）。我们发现，在情况（a）中，磁场和速度场之间存在能量均分，而在情况（b）中，这种均分不存在。通过计算各种概率分布函数（PDF），我们表明，情况（a）显示的极端事件，在情况（b）中不太常见。

具有交叉螺旋度的强磁流体动力学turbulence

Strong magnetohydrodynamic turbulence with cross helicity

磁流体力学（MHD）提供了最简单的描述磁等离子体湍流在各种天体物理和实验室系统。具有非零交叉螺旋度的MHD湍流通常被称为不平衡的，因为它意味着平行和反平行于背景场传播的阿尔文波动的能量不相等。最近的分析和数值研究表明，在每一个尺度上，MHD湍流由正负交叉螺旋度区域组成，表明这种湍流本质上是局部不平衡的。本文给出了稳态不可压MHD湍流的高分辨率数值模拟结果。有人认为，沿相反方向运动的涨落能谱（E^+和E^-）的惯性范围标度与交叉螺旋度的大小无关。当交叉螺旋度不为零时，E^+和E^-保持相同的标度，但振幅不同，这取决于交叉螺旋度的大小。

Examination of the four-fifths law for longitudinal third-order moments in incompressible magnetohydrodynamic turbulence in a periodic box

The four-fifths law for third-order longitudinal moments is examined, by the use of direct numerical simulation data on three-dimensional forced incompressible magnetohydrodynamic (MHD) turbulence without a uniformly imposed magnetic field in a periodic box. The magnetic Prandtl number is set to one, and the number of grid points is $512^3$. A generalized Kármán-Howarth-Kolmogorov equation for second-order velocity moments in isotropic MHD turbulence is extended to anisotropic MHD turbulence by means of a spherical average over the direction of $\textbf{r}$. Here, $\textbf{r}$ is a separation …

磁流体动力学、旋转和分层turbulence中的临界平衡：走向一个普遍的标度猜想

Critical balance in magnetohydrodynamic, rotating and stratified turbulence: towards a universal scaling conjecture

提出临界平衡-线性传播和非线性相互作用时间尺度之间的尺度平衡-可以用作确定各向异性波系统中强湍流谱的通用标度猜想。磁流体动力学（MHD），旋转和分层湍流被认为是在这种假设下，特别是，一个新的和实验上可检验的能量级联方案和一组缩放的频谱提出了低Rossby数旋转湍流。有人认为，在中性流体中，临界平衡的各向异性级联提供了一个自然的路径，从强各向异性在大尺度上的各向同性Kolmogorov湍流在非常小的尺度。还有人认为，在最近的低Rossby数旋转湍流数值模拟中看到的kperp^{-2}谱可能类似于数值MHD湍流的kperp^{-3/2}谱，在这个意义上，它们可以通过假设波动近似地被极化（排列）为惯性波（MHD的Alfven波）来解释。

磁流体力学turbulence中磁螺旋度的逆级联

The inverse cascade of magnetic helicity in magnetohydrodynamic turbulence

在受迫和衰减的三维磁流体动力学湍流中，研究了导致导电湍流介质中大尺度磁结构形成的磁螺旋度$H^M$的非线性动力学.这是高分辨率的直接数值模拟和统计闭合理论的帮助下完成的。数值观察到的$H^M$的光谱标度与使用统计闭合模型的早期工作不同[Pouquet et al.，J. Fluid \textbf{77} 321（1976）]。通过对这一理论的重新考察，发现了一个普遍的动力学平衡关系，它包括了动能螺旋度、动能和磁能对$H^M$逆级联的影响，并解释了上述的矛盾。考虑的平均场发电机理论的背景下的结果表明，在湍流等离子体中的磁场激发的背景下，重要的$α$发电机效应的非线性修改。

磁化等离子体的弱磁流体动力学turbulence

Weak magnetohydrodynamic turbulence of magnetized plasma

研究了热压力小于磁场压力时强磁化等离子体中磁流体力学（MHD）波的弱湍流。在这种情况下，主要的非线性机制是快磁声波和Alfvenic波对慢磁声波的共振散射。结果，前一种波相对于后一种波充当高频波，使得HF波的总数-绝热不变量-另外保持不变。在弱湍流制度，这个不变量示出产生的Kolmogorov型频谱的HF波向大尺度区域的恒定通量。在短波区，另一个柯尔莫哥洛夫谱可以实现一个恒定的能量通量。这两种类型的湍流谱的显式的角度依赖性被发现的传播角接近的平均磁场的方向。

研究磁普朗特数对磁流体动力学turbulence影响的全分辨模拟阵列

Fully resolved array of simulations investigating the influence of the magnetic Prandtl number on magnetohydrodynamic turbulence

我们探讨的磁普朗特数Pm的能量和耗散的影响完全解决直接数值模拟的稳态，机械强制均匀磁流体动力学湍流范围Pm = 1/32至32。我们比较的光谱，并表明，如果模拟没有完全解决，陡峭的缩放的动力学磁耗散比与PM被高估。我们还提出了螺旋和非螺旋磁场的衰减湍流的结果，在那里我们发现非螺旋反向光谱转移Pm < 1。这种系统分析的结果有应用，包括恒星，行星发电机，和吸积盘。

变能流准静态磁流体动力学turbulence模型

Modeling quasi-static magnetohydrodynamic turbulence with variable energy flux

在准静态MHD中，实验和数值模拟表明，能谱比Kolmogorov的$k^{-5/3}$谱更陡。为了解释这一现象，我们构建了基于可变能量通量的湍流模型，这是由焦耳耗散引起的。在第一个模型中，这是适用于小的相互作用参数，能量谱是一个幂律，但谱指数陡于-5/3。在大相互作用参数的另一个极限中，第二个模型预测指数能谱和通量。模型预测与数值计算结果吻合较好。

磁流体动力学Turbulence和太阳风中的磁不连续性

Magnetic Discontinuities in Magnetohydrodynamic Turbulence and in the Solar Wind

最近对太阳风湍流的测量报告指出，在磁场中存在间歇性的、指数分布的角度不连续性。在这封信中，我们研究这种不连续性是否可以产生的磁流体动力学（MHD）湍流。我们检测的不连续性，通过测量的波动的磁场方向，Δ θ，通过固定的空间增量Δ x在直接数值模拟的MHD湍流与施加均匀的引导场B_0。发现δ θ的概率密度函数（pdf）的一个大区域遵循指数衰减，与exp（-δ θ/θ_*）成比例，对于宽范围的导场强度，特征角θ_*~（14 deg）（b_rms/B_0）^0.65。我们发现，在太阳风中观察到的不连续性可以通过合理的b_rms/B_0比的MHD湍流再现。我们还观察到一个多余的小角度的不连续性时，Δ x变小，可能表明耗散尺度结构的统计意义越来越大。在这种情况下，pdf的结构非常类似于太阳风中的两种群pdf。因此，我们建议，强的不连续性与惯性范围内的MHD湍流，而弱的不连续性出现近耗散范围内的湍流。此外，我们发现磁场方向的结构函数呈现出反常的标度指数，这表明间歇结构的存在。

准静态磁流体力学turbulence的二维化

On the two-dimensionalization of quasistatic magnetohydrodynamic turbulence

本文采用准静态近似方法，分析了低磁雷诺数下，均匀磁场作用下导电流体中湍流的各向异性。在线性极限下，垂直于磁场的速度分量的动能比沿磁场的分量的动能衰减得更快[Moffatt，JFM 28，1967]。然而，许多数值研究预测一个不同的行为，其中的最终状态的特点是占主导地位的水平能量。我们使用直接数值模拟来研究相应的非线性现象。衰减流的初始时间演化表明，湍流非常类似于所谓的“二维半”流[Montgomery & Turner，Phys. Fluids 25（2），1982]，我们对水平动能占主导地位提供了解释。

自由表面磁流体动力学波湍流的三维直接数值模拟

Three-dimensional direct numerical simulation of free-surface magnetohydrodynamic wave turbulence

通过三维直接数值模拟研究外水平磁场下磁性流体自由表面波湍流，揭示其从毛细波湍流向各向异性磁毛细波湍流的转变，并与 Alfvén 波湍流建立强类比。

磁流体动力学Turbulence耗散结构的时间分析

Temporal Analysis of Dissipative Structures in Magnetohydrodynamic Turbulence

在湍流等离子体中，能量耗散是高度间歇性的，局限于相干结构，如电流片。空间耗散结构的统计分析是研究湍流的有效途径。在本文中，我们推广这种方法来研究四维时空结构，即，耗散过程代表相互作用的相干结构，这对应于耀斑在天体物理系统。我们开发的方法识别和表征这些过程，然后进行统计分析的耗散过程中驱动磁流体动力学湍流的数值模拟。我们发现，过程往往是高度复杂的，长寿命的，弱不对称的时间。他们表现出强大的幂律概率分布和标度关系，包括与幂律指数接近-1.75的耗散能量的分布，表明强烈的耗散事件占主导地位的整体能量耗散。我们比较我们的结果与以前观察到的统计特性的太阳耀斑。

弱磁流体力学Turbulence中的阵发现象

Intermittency in Weak Magnetohydrodynamic Turbulence

利用衰减直接数值模拟方法研究了在强均匀磁场${\bf b_0}$和零交叉螺旋度下不可压缩弱磁流体动力学湍流的间歇性。在领先的顺序，这一制度是通过三波共振相互作用与这些波中的两个散射的第三/慢模式，其中$k_{\parallel} = 0$。当与慢模的相互作用被人为地减少时，系统表现出具有$k_{\perp}^{-3/2}$的能谱，而具有$k_{\perp}^{-2}$的预期精确解被恢复为具有完整的非线性系统。在后一种情况下，当结构函数的矢量分离横向于${\bf b_0}$时，发现强不稳定性-与预期自相似的经典弱湍流不一致。这一令人惊讶的结果，这是第一次在这里报告，可以解释的影响，慢模式的制度属于强湍流。我们推导出一个新的对数泊松定律，$ζ_p = p/8 +1 -(1/4)^{p/2}$，它完全符合数据，并突出了电流片的主导作用。

三维不可压缩磁流体力学Turbulence各向异性和时间尺度的详细研究

A Detailed Examination of Anisotropy and Timescales in Three-dimensional Incompressible Magnetohydrodynamic Turbulence

当磁流体动力学湍流在大尺度平均磁场存在下演化时，相对于该优选方向发展各向异性。众所周知的趋势是，相对于沿着磁场的方向，垂直于磁场的梯度会发展得更强。这种频谱的各向异性与动力学过程的估计时间尺度的各向异性密切相关，需要重新考虑尺度局部性和频谱转移等基本问题。在这里分析的高分辨率三维模拟的非受迫磁流体动力学湍流允许定量评估的行为理论上相关的时间尺度在傅立叶波矢量空间。我们讨论的非线性时间，阿尔文时间，估计频谱传输率的分布。注意被称为频谱的特殊区域，如二维极限和“临界平衡”区域的潜在意义。一个公式的估计频谱传输方面的抑制因子支持的结论，准二维波动（其特征在于强非线性）是不是一个奇异的限制，但可能在一般情况下，预计作出重要贡献。

磁流体动力学Turbulence在类质体介导的机制

Magnetohydrodynamic Turbulence in the Plasmoid-Mediated Regime

磁流体动力学湍流和磁重联在天体物理环境中普遍存在。在大多数情况下，这些过程不是孤立发生的，而是相互作用的。这使得这些过程的综合理论极具挑战性。在这里，我们提出了一个理论的磁流体动力学湍流驱动在大尺度上，自洽帐户的相互作用与磁重联发生在较小的尺度。磁重联产生等离子体团，这些等离子体团从磁场产生的噪音中生长出来，最终破坏了它们诞生的片状结构。这些结构的破坏导致湍流能量级联的修改，这反过来又通过湍流产生的噪声对等离子体团形成施加反馈效应。在这种等离子体团介导的范围内的能谱相对于标准惯性范围变陡，并且不遵循简单的幂律。由于湍流和重联之间的复杂的相互作用，我们还发现，长度尺度，标志着开始的等离子体团介导的范围和耗散长度尺度不服从真正的幂律。过渡磁雷诺数以上的等离子体团的形成变得统计上显着足以影响湍流级联是相当温和的，这意味着等离子体团预计将修改许多天体物理系统中的湍流路径耗散。

准静态磁流体力学Turbulence的各向异性

Anisotropy in Quasi-Static Magnetohydrodynamic Turbulence

本文综述了准静态磁流体动力学湍流的研究现状。能量谱比Kolmogorov的$k^{-5/3}$谱陡峭，这是由于焦耳耗散导致动能通量随波数$k$而减小。光谱指数随相互作用参数的增大而减小。流动是准二维的，在小$k$处具有强${\bf U}_\perp$，在大$k$处具有弱$U_\parallel$，其中${\bf U}_\perp$和$U_\parallel$是相对于外部磁场的垂直和平行速度分量。对于小的$k$，${\bf U}_\perp$的能通量是负的，但是对于大的$k$，$U_\parallel$的能通量是正的。压力介导从${\bf U}_\perp$到$U_\parallel$的能量转移。

二维磁流体动力学turbulence中的抵消分析

Analysis of cancellation in two-dimensional magnetohydrodynamic turbulence

本文对二维间歇性磁流体动力学湍流进行了有符号测度分析。这种分析被用来描述符号振荡流动结构的标度行为及其几何特性。特别是，它被观察到的结构内部的字段的正面和负面的贡献之间的取消，被抑制的尺度小于泰勒微尺度，并停止附近的耗散规模。此外，从一个简单的几何参数，取消指数和典型的分形维数之间的关系，在流动中的结构得到。

可压缩磁流体动力学Turbulence：模式耦合、标度关系、各向异性、新机制和天体物理意义

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。

各向同性磁流体力学turbulence的精确标度律和局域结构

Exact scaling laws and the local structure of isotropic magnetohydrodynamic turbulence

本文研究了各向同性MHD湍流的精确标度律在大磁普朗特数Pm和Pm=1的数值模拟中的一致性。精确的法律被用来阐明的磁场和速度场的结构。尽管某些三阶关联函数的线性标度，情况是不类似的Kolmogorov湍流的情况。磁场是充分描述的带状（折叠）场与方向反转的电阻标度的模型。在目前可用的分辨率下，动能的级联被强迫尺度运动和带状磁场之间的能量直接交换所短路。这种非局部相互作用是各向同性MHD湍流的定义特征。

各向异性磁流体力学turbulence中相似长度的演化

Evolution of similarity lengths in anisotropic magnetohydrodynamic turbulence

在早期的一篇论文（Wan等人，2012）中，作者指出，如果平行与垂直（相对于$\vB_0$）相似性长度尺度的比率在时间上保持恒定，则在存在均匀平均磁场$\vB_0$的情况下，存在各向异性不可压缩3D磁流体动力学（MHD）湍流的相似性解。这个猜想似乎是一个相当严格的约束动力学的衰减的含能涡MHD湍流。然而，我们在这里表明，使用直接数值模拟，这一假设确实是满足不可压缩MHD湍流。经过一个初始的瞬态周期后，平行与垂直的长度尺度的比值在涡流衰减期间围绕一个稳定值波动。我们进一步表明，泰勒-卡门类似的相似性衰减持有的MHD湍流中存在的平均磁场。不同的参数，包括雷诺数，直流电场强度，和交叉螺旋度，相似性衰减的性质的影响进行了讨论。