On the role of transition region on the Alfven wave phase mixing in solar spicules
阿尔文波被认为在日冕加热和太阳风加速中起着重要作用。本文研究了在太阳针状体层结大气中存在定常流和剪切磁场时，由于相位混合引起的阿尔芬驻波的耗散。还考虑了色球层和日冕之间的过渡区。假设初始流动沿针状体轴向，平衡磁场取二维无发散。它是确定的，在传播阿尔芬波相反，阿尔芬驻波消散在时间，而不是在空间中。密度梯度和剪切磁场可由于相混合而增强阻尼。从我们的数值计算推导出的阻尼时间与骨针寿命很好地吻合。由于针状体是短暂的生命和瞬态结构，需要这样一个快速的耗散机制来将它们的能量输送到日冕。
2013-04-28 astro-ph.SR
Chromospheric evaporation and phase mixing of Alfvén waves in coronal loops
阿尔文波的相位混合作为一种可能的日冕加热机制已经被广泛研究，但没有完全的热力学后果被认为是自洽的。有人认为，在某些情况下，加热的热力学反馈可以大大影响横向密度梯度，甚至抑制相混合过程。在本文中，我们使用的MHD模拟与适当的计算条款，包括量化的蒸发加热后的相位混合的阿尔文波在日冕环和这种蒸发的横向密度分布的影响。使用Lare 2D代码进行数值模拟。我们建立了一个由场向热力学平衡和交叉场（背景）加热分布组成的2D回路模型。实现了连续、正弦、高频Alfvén波驱动器。当阿尔文波沿着场传播时，由于环的冠状部分中的交叉场密度梯度，它们经历相位混合。我们研究了场向流的存在，加热的相位混合阿尔文波的耗散，以及随后的蒸发从低层大气。我们发现阿尔文波的相位混合导致环壳区域的适度加热和色球物质蒸发到日冕中，上升流仅为5-20 m/s。虽然蒸发导致的质量增加的壳区域的环路，密度梯度的影响，因此，在相混合过程中，是微不足道的。本文自洽地研究了色球蒸发对日冕环中交叉场密度梯度和相位混合过程的影响。我们发现，在我们的特定设置（小振幅，高频波）的影响太小，显着改变密度梯度。
2020-02-26 astro-ph.SR
Parallel electric field amplification by phase-mixing of Alfven waves
以前的数值研究已经确定了“相位混合”的低频阿尔芬波的平行电场放大和加速的电子在无碰撞等离子体的平均值。给出了理论解释，这是如何产生的平行电场的放大，并作为一个结果，也导致增强碰撞阻尼波的能量转移到电子。我们的结果是基于从漂移动力学理论得到的温暖等离子体中的阿尔芬波的性质，特别是它们的电子朗道阻尼率。在无碰撞低$β$等离子体中的相混合以非常类似于粘阻情况的方式进行，除了电子朗道阻尼是主要的能量耗散通道这一事实。所涉及的时间和长度尺度进行了评估。我们还着重研究了平行电场的演化过程，并计算了平行电场在放大过程中的最大值。
2010-06-14 astro-ph.SR
Analysis of Magnetic Fields in Inertial Alfven Wave Collisions
天体物理和空间等离子体中的湍流主要是由反向传播的阿尔芬波的非线性相互作用所控制的。大多数Alfven波湍流理论都是基于理想等离子体模型，如不可压缩MHD，在大尺度下的Alfven波。然而，在惯性阿尔芬波制度（vA > vthe），相关的磁层等离子体，如何修改的湍流非线性相互作用的色散性质的波仍有待探讨。在这里，我们提出了第一个实验室的证据，在惯性制度的非线性相互作用。与MHD Alfven波理论作了比较。
2014-06-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Alfven Wave Collisions, The Fundamental Building Block of Plasma Turbulence I: Asymptotic Solution
反向传播的阿尔芬波之间的非线性相互作用是天体物理等离子体湍流中能量向小尺度级联的物理机制。从不可压磁流体力学方程组出发，在弱非线性极限下导出了这些阿尔芬波碰撞非线性演化的渐近解析解。由此产生的定性图片的非线性能量转移，由于这种机制涉及两个步骤：第一，主要的反向传播阿尔芬波相互作用，产生一个固有的非线性，纯磁性的二次波动，没有平行的变化;第二，两个主要的波每个相互作用，这个二次波动转移能量secularly两个三级阿尔芬波。这些第三模式是线性阿尔芬波与相同的平行波数的主要波，表明缺乏一个平行的级联。由于共振四波相互作用的相干性质，这些三次模式的振幅随时间线性增加，负责非线性能量转移。讨论了这种解析解对天体物理等离子体湍流的影响。这里提出的解决方案提供了有价值的直觉磁化等离子体湍流的非线性相互作用的基础上，在实验室中验证天体物理等离子体湍流的基本组成部分的性质的实验计划的支持。
2013-06-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
On collective nature of nonlinear torsional Alfvén waves
本文结合 Athena++ 数值模拟与二阶微扰理论，发现非线性扭转阿尔文波会产生径向均匀的集体密度扰动，为太阳大气观测识别提供新特征。
2023-05-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Enhanced Phase Mixing of Torsional Alfvén Waves in Stratified and Divergent Solar Coronal Structures, Paper I: Linear Solutions
我们推导出一个修正的解析解的扭转阿尔文波的传播和增强相位混合，在一个潜在的磁场与指数发散的磁力线，嵌入在一个分层的太阳日冕。此外，我们开发了一个名为TAWAS的程序，该程序使用IDL软件语言计算描述扭转Alfvén波的解析解。然后，我们使用TAWAS来证明，我们对解析解的修正和包含波反射对阿尔文波阻尼有显着的影响。我们继续利用TAWAS进行参数研究，以确定条件下，增强相混合是最强的。我们发现，相位混合是最强的高频阿尔芬波在磁场与高度发散的磁力线和没有密度分层。然后，我们提出了一个有限差分求解器，Wigglewave，它直接解决了系统的线性化演化方程。比较TAWAS和Wigglewave的解决方案，我们看到，我们的分析解决方案是准确的WKB近似的限制内，但低估了波阻尼，所造成的增强相位混合，超出WKB限制。TAWAS和Wigglewave都求解线性化的控制方程，而不是完整的非线性MHD方程。论文II将考虑模拟，解决了完整的MHD方程，包括重要的非线性效应。
2022-01-07 astro-ph.SR
Phase mixing of propagating Alfv{é}n waves in a single-fluid partially ionized solar plasma
本研究针对太阳大气加热问题，采用单流体近似研究部分电离等离子体中Alfvén波的相位混合阻尼，发现部分电离下阻尼长度更短，特定电离度范围的波可提供足够加热平衡宁静太阳色球辐射损失。
2023-11-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Phase mixing of propagating Alfven waves in a stratified atmosphere: Solar spicules
阿尔文波被认为在日冕加热和太阳风加速中起着重要作用。Hinode/SOT最近的观测表明，针状体大多表现出向上传播的高频波。在这里，我们研究了这种波的耗散由于太阳针状体的分层环境中的相位混合。由于它们是高度动态的结构，其速度约为Alfven相速度的显著分数，因此我们考虑了定常流的影响。我们的数值模拟表明，由于重力分层的存在下，阻尼发生在空间比时间。指数衰减律exp（-At ^3）在针状体条件下是有效的，但是计算出的衰减时间比观测到的针状体寿命长得多。
2012-09-15 astro-ph.SR
Alfven Wave Collisions, The Fundamental Building Block of Plasma Turbulence II: Numerical Solution
本文提出了一个数值验证的渐近解析解之间的非线性相互作用的对向传播阿尔芬波，天体物理等离子体湍流的基本积木。的解析解，推导出在弱湍流限制使用不可压缩的MHD方程，进行了比较，一个阿尔芬波碰撞的非线性gyrokinetic模拟。这些方法之间的协议意味着不可压缩的解决方案令人满意地描述了非线性能量转移的基本动力学，即使在弱碰撞等离子体条件下的许多天体物理环境。
2013-06-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Enhanced Phase Mixing of Torsional Alfvén Waves in Stratified and Divergent Solar Coronal Structures, Paper II: Nonlinear Simulations
我们使用MHD模拟检测扭转阿尔文波传播的非线性效应的潜在磁场与指数发散的磁力线，嵌入在一个分层的太阳日冕。在论文I中，我们考虑了扭转阿尔文波传播的线性化控制方程的解，并使用我们开发的名为WiggleWave的有限差分求解器表明，在某些情况下，波阻尼比我们的解析解预测的要强。在本文中，我们考虑是否阻尼将进一步增强的非线性效应的存在。我们首先推导出扭转阿尔芬波传播的非线性控制方程，并确定引起磁声扰动耦合的项。然后，我们将名为Lare3d的MHD求解器的模拟输出与WiggleWave的输出进行比较，以检测非线性效应，例如：通过阿尔文波激发磁声波，通过耦合到感应磁声波的阿尔文波的自相互作用，以及由于这些压缩扰动的陡化而在大气层更高处形成激波。我们认为，这些非线性效应的存在下，在太阳日冕将导致阿尔文波加热，超出了预期的相位混合单独。
2022-01-07 astro-ph.SR
Phase mixing and the 1/f spectrum in the solar wind
在太阳日冕和太阳风波动的能谱中观察到的1/f幂律的起源和演变在一小时左右的尺度上还没有完全理解。现有的一些理论旨在解释它，涉及线性和非线性机制。日冕和太阳风的一个经常被忽视的特性是它们高度不均匀的性质。本文研究了纯阿尔文波和表面阿尔文波在非均匀等离子体中的线性演化。不均匀性由密度给出，我们将其建模为二维有色噪声，功率谱斜率范围为-2至-1。阿尔芬波在单独的磁场线上独立传播，最终通过相位混合过程完全异相，导致不切实际的光谱。当不均匀背景和传播波之间的耦合被充分考虑时，出现横波，如表面阿尔芬波（也称为扭结或阿尔芬波），显示具有不同阿尔芬速度的相邻磁场线的集体波行为。我们表明，表面阿尔文波能量的线性级联，诱导相位混合和共振吸收，导致一个垂直的波能量谱，倾向于垂直的背景密度的功率谱。基于我们的模型，我们提出，在太阳日冕的1/f的垂直密度功率谱可以诱导，通过线性过程，在最大尺度上观察到的波动的1/f频谱。
2022-08-18 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Contribution of mode coupling and phase-mixing of Alfvén waves to coronal heating
日冕中阿尔文波的相位混合被认为是解释日冕加热的一个可能的候选者。虽然这种情况得到了日冕中携带足够波能的无处不在的振荡的观测和描述小尺度结构中能量集中的理论模型的支持，但仍然不清楚这种波能是否可以维持百万度的日冕。这项工作的目的是评估有多少能量可以通过在圆柱形日冕结构（如日冕环）中传播Alfvénic波引发的相混合过程转换，并估计对日冕加热的影响。为此，我们运行3D磁流体模拟的磁化圆柱体的阿尔文速度变化通过边界壳和一个脚点驱动器被设置为触发扭结模式，该模式耦合到扭转阿尔文模式的边界壳。这些阿尔文波预计相混合和系统允许我们研究随后的热能沉积。我们运行参考模拟来解释主要过程，然后改变模拟参数。当我们考虑高值的磁阻和强足点驱动器时，我们发现i）相混合导致$10^5$ K或更少数量级的温度增加，这取决于边界壳层的结构，ii）这种能量能够平衡仅在加热所涉及的局部区域中的辐射损失，iii）以及驱动器的边界层和持久性如何影响系统的热结构。我们的结论是，由于我们采用的极端物理参数和对系统加热的适度影响，相混合不太可能在全球范围内对日冕加热做出贡献。
2017-03-16 astro-ph.SR
Driven phase-mixed Alfvén waves in a partially ionized solar plasma
该研究采用单流体模型模拟部分电离色球等离子体，比较脉冲与连续驱动器下剪切 Alfvén 波的相位混合，揭示电离度、速度梯度及能量注入对耗散和加热的影响。
2025-06-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Alfvèn wave phase-mixing and damping in the ion cyclotron range of frequencies
目标。研究了均匀和非均匀平衡等离子体中离子回旋频率范围内广义欧姆定律中霍尔项对阿尔芬波阻尼和相位混合的影响。方法.波在均匀等离子体中的阻尼被解析地处理，而拉格朗日重映代码（Lare2d）被用来研究霍尔效应的阻尼和相混合中存在的平衡密度梯度。结果在均匀电阻性等离子体中，与初始高斯场扰动相关的磁能以不受霍尔项影响的速率代数衰减到k^2di ^2中的首阶，其中k是波数，di是离子趋肤深度。类似的代数衰减律适用于极限k^2di^2>>1的哨声扰动。在非均匀等离子体中，发现由于相混合的空间积分阻尼率在Hall MHD中比在MHD中低，但是阻尼率的减少，这可以归因于波色散的影响，在弱相混合和强相混合限制中趋于零。
2010-10-08 astro-ph.SR
Contribution of phase-mixing of Alfvén waves to coronal heating in multi-harmonic loop oscillations
日冕环的扭结振荡被详细地观察和研究，因为它们通过MHD地震学提供了对日冕环结构的独特探测，并通过Alfvén波的相位混合提供了对日冕加热的潜在测试。特别是，最近的观察表明，除了基模之外，环路的驻振荡通常还涉及更高的谐波。这些扭结振荡的阻尼解释模式耦合与阿尔文波。我们调查的后果波为基础的日冕加热的高次谐波和日冕加热观测签名，我们可以用来推断高次谐波扭结振荡的存在。我们进行了一组非理想的磁流体动力学模拟，通过模式耦合的磁通管的扭结振荡的阻尼建模。我们的MHD模拟参数的基础上的地震反演的观察，其中的前三个谐波检测。我们研究了阿尔文波的相位混合，导致系统中的热沉积，我们应用地震反演技术的MHD模拟输出。我们发现由于扭结振荡的阻尼触发的阿尔文波的相位混合引起的加热相对较小，但是我们可以说明i）由于随后的低阶谐波阻尼，加热位置如何漂移。我们还解决了高次谐波和边界壳层的宽度在能量沉积中的作用。我们的结论是，由于相混合的日冕加热似乎没有提供足够的能量来维持太阳日冕的热结构，即使在多谐振荡，这些振荡的发展中发挥抑制作用的较小尺度的结构。
2018-04-27 astro-ph.SR
Phase Mixing of Nonlinear Visco-resistive Alfvén Waves
本文研究了非均匀磁场环境中非线性、非理想阿尔文波的传播行为。在一维和二维的MHD方程求解使用解析技术和数值模拟。我们找到了有质动力效应和粘阻加热的明确证据。有质动力效应产生横向阿尔文波的纵向分量，其频率是驱动频率的两倍。分析工作表明电阻加热的增加。这导致等离子体的局部温度和气体压力的显著增加，导致材料沿着磁场被推动。在2D中，我们的系统表现出相混合，我们观察到最大加热位置的演变，即我们发现加热层的漂移。考虑Alfvén波传播在二维的非均匀密度梯度，我们发现，平衡密度分布显着修改的密度流由于粘阻加热和非线性响应的局部加热通过相混合。
2011-01-31 astro-ph.SR math-ph math.MP
Transition to turbulence in nonuniform coronal loops driven by torsional Alfven waves
观测和数值模拟都表明，阿尔文波可能携带足够的能量来维持太阳大气等离子体的高温。然而，波能的热化是低效的，除非考虑非常短的空间尺度。相混合是一种可以将能量降低到耗散长度的机制，但它的作用时间太长。在这里，我们研究如何湍流，驱动的相位混合扭转阿尔芬波在日冕环的非线性演化，是能够采取波能量下降到耗散尺度比线性相位混合理论预测的要快得多。我们考虑一个简单的模型，横向不均匀的圆柱形磁通管与恒定的轴向磁场。通量管受到扭转阿尔芬驻波基本模式的扰动。通过数值求解三维理想磁流体动力学方程，研究了磁流体的时间演化。最初，扭转Alfven波由于密度的横向变化而经历相位混合的过程。在仅仅几个周期的扭转波之后，由相混合产生的方位角剪切流最终触发开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHi），并且通量管随后被驱动到湍流状态。湍流是非常各向异性的，并且仅横向于背景磁场发展。在湍流开始后，有效雷诺数在通量管中的下降速度远远快于仅由相混合控制的初始线性阶段。我们的结论是扭转阿尔芬波的非线性演化，以及相关的KHi，是一个可行的机制，在日冕循环湍流的发病。
2021-03-31 astro-ph.SR
Nonlinear reflection process of linearly-polarized, broadband Alfvén waves in the fast solar wind
利用一维数值模拟方法，研究了阿尔文波在均匀介质中反射的基本过程，包括非线性效应。在线性区域中，阿尔文波反射仅由介质的不均匀性触发，而在非线性区域中，它可以通过非线性波-波相互作用发生。这种非线性反射（背散射）的典型特征是衰变不稳定性。在大多数衰变不稳定性的研究中，初始条件是圆偏振阿尔文波。在这项研究中，我们考虑一个线性偏振阿尔文波，它驱动密度波动的磁压力。一般来说，我们还假设宽带波与红噪声频谱。在数据分析中，我们使用局部特征向量将波动分解为特征变量，从而揭示各个模式的行为。与圆极化情况不同的是，波陡化产生了一个新的能量通道，从母波到后向散射波。这种非线性反射解释了观测到的在太阳风中向日与反向日的阿尔夫维尼波动的能量比随着距离的增加而增加，这与动态对准效应相反。
2016-02-11 astro-ph.SR
Nonlinear excitation of acoustic modes by large amplitude Alfvén waves in a laboratory plasma
通过从放置在大型等离子体装置（LAPD）两端的天线发射反向传播的阿尔文波，研究了参数衰减过程核心的非线性三波相互作用过程。观察到由两个发射的阿尔文波产生的拍波响应中的共振，并且基于测量的色散关系将其识别为阻尼离子声学模式。的相互作用，包括拍频模式和响应幅度的空间分布的其他属性也是一致的理论预测的三波相互作用驱动的非线性有质动力。
2013-04-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Energy Transfer by Nonlinear Alfvén Waves in the Solar Chromosphere, and Its Effect on Spicule Dynamics, Coronal Heating, and Solar Wind Acceleration
阿尔文波负责磁化等离子体中磁能的传递。它们通过各种非线性过程参与加热太阳大气和驱动太阳风。由于磁场位形直接影响Alfvén波的非线性，因此研究磁场位形如何通过Alfvén波的非线性传播与太阳大气和风结构的关系是非常重要的。在本研究中，我们进行了一维磁流体力学模拟来实现上述关系。结果表明，当色球层中Alfvén波的非线性超过临界值时，太阳色球层的动力学（例如，针状物）和太阳风的质量损失率倾向于与来自光球的能量输入无关。在阿尔文波高度非线性的情况下，色球层中产生的强剪切扭转流“阻挡”了磁通量管。这对应于色球层中间激波的形成，它限制了坡印廷通量通过阿尔文波进入日冕的传输，也抑制了色球层慢激波的传播。
2020-08-03 astro-ph.SR
Non-linear damping of visco-resistive Alfven waves in solar spicules
阿尔芬波与等离子体不均匀性的相互作用产生相位混合，这可以导致阿尔芬波耗散和加热太阳等离子体。在这里，我们研究了阿尔芬波的耗散相混合由于粘度和电阻率随高度的变化。我们还考虑了非线性磁流体动力学（MHD）方程在我们的理论模型。MHD方程的非线性项包括扰动速度、磁场和密度。为了研究太阳针状体层结大气中Alfven波的衰减，我们在x-z平面上求解了非线性MHD方程。我们的模拟表明，由于粘度和电阻率梯度的阻尼增强。此外，由于MHD方程中的非线性项，能量变化也会受到影响。
2013-12-25 astro-ph.SR
Alfvén wave phase-mixing in flows: Why over-dense, solar coronal, open magnetic field structures are cool?
本研究的动机是通过相位混合包括阿尔文波（AW）阻尼中的等离子体流的影响，并探索观测的意义。我们的磁流体动力学（MHD）模拟和分析计算表明，当存在背景流时，通过相位混合的AW阻尼的数学表达式通过以下替换进行修改：$C_A^\prime(x) \to C_A^\prime(x)+V_0^\prime(x)$，其中$C_A$和$V_0$是AW相位和流速，并且撇号表示在穿过背景磁场的方向上的导数。在均匀磁场和过密等离子体结构中，其中$C_A$小于周围等离子体中的$C_A$，被限制在结构中并且与AW沿相同方向行进的流动减少了相混合的效果，因为在结构的边缘上，$C_A^\prime$和$V_0^\prime$具有相反的符号。因此，与没有流动的情况相比，波通过较慢的相混合而衰减。这是同向流动的结果，同向流动减少了横向方向上的波前拉伸。我们应用我们的研究结果来解决这个问题，为什么过密的太阳日冕开放磁场结构（OMFS）比背景等离子体更冷。观测表明，过密的OMFS（如太阳日冕极羽）比周围的等离子体更冷，在这些结构中，多普勒谱线展宽与体等离子体运动（如AW）一致。如果过于密集的太阳日冕OMFS加热AW阻尼通过相混合，我们表明，同方向的AW，在他们的等离子体流减少相混合诱导加热，从而提供了一个解释，为什么他们出现比背景更冷。
2015-11-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Nonlinear Alfvén wave dynamics at a 2D magnetic null point: ponderomotive force
背景：在线性β=0的MHD区域中，MHD波在二维零点附近的瞬态特性是众所周知的。波是解耦的，并在磁拓扑的可预测部分积累：快波在零点积累;而阿尔文波不能穿过分离器。然而，在非线性MHD模式转换可以发生在不均匀的阿尔文速度的区域，这表明波的解耦性质可能不会扩展到非线性制度。目的：研究非线性β= 0 MHD中二维磁零点附近低振幅Alfvén波的行为。研究方法：我们数值模拟的低振幅阿尔文波到附近的磁零点使用非线性LARE 2D代码。结果如下：与在线性政权，我们发现，阿尔文波维持同空间的子扰动，表现在横向和纵向的流体速度，由于非线性磁压力梯度（即有质动力）的作用。这些扰动依赖于阿尔文波，并且不与介质相互作用以激发磁声波，尽管横向子体在零点处变得聚焦。此外，在早期阶段会产生一个独立传播的快速磁声波，它将一些初始阿尔文波能量传输到零点。随后，尽管由于阿尔文速度分布（Grad c_A \neq 0）中的梯度而经历色散和相位混合，但没有进一步非线性地产生快波。结论：我们发现，阿尔文波在2D冷零点的行为在很大程度上是在线性政权，但他们维持横向和纵向的干扰-在线性政权的影响缺席-由于非线性磁压梯度。
2013-05-30 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.geo-ph
Proton, Electron, and Ion Heating in the Fast Solar Wind from Nonlinear Coupling Between Alfvenic and Fast-Mode Turbulence
在经历最少库仑碰撞的日冕和太阳风部分，组成质子、电子和重离子的粒子数彼此之间并不处于热平衡。所观察到的温度，流出速度和速度分布各向异性的差异是有用的约束，建议解释如何加热和加速等离子体。本文提出了新的预测率的无碰撞加热的每种粒子，其中的能量输入假定来自磁流体动力学（MHD）湍流。我们首先创建了一个经验描述的径向演变的阿尔芬，快模式，慢模式MHD波。该模型提供了在高速太阳风中，每种模式下的总波功率作为沿着膨胀通量管的距离的函数。接下来，我们求解了一组级联对流扩散方程，给出了每个距离处的时间稳定波数谱。的阿尔芬和快模波动之间的非线性耦合的近似项。在合理选择参数的情况下，我们的模型包含了足够的能量从快模转移到Alfven模，以激发高频离子回旋共振。这种共振是有效的加热质子和其他离子在垂直于背景磁场的方向，我们的模型预测这些物种的加热速率，以及同意光谱和原位测量。尽管如此，高频波只占整个阿尔芬波动频谱的一小部分，而阿尔芬波动频谱仍然是行星际空间中观察到的高度二维的。
2012-05-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Nonlinear evolution of parallel propagating Alfven waves: Vlasov - MHD simulation
本文利用新近发展起来的Vlasov-MHD程序，即一种推广的Landau流体模型，讨论了圆偏振Alfvén波的非线性演化。数值结果表明，只要系统的非线性不是很大，Vlasov-MHD模型可以有效地求解Alfvénic湍流的线性和非线性阶段的时间演化.本文提出的Vlasov-MHD模型适合于讨论光球层传播的阿尔夫维波对日冕加热和太阳风加速的作用。
2009-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Some unexplored features of the nonlinear compressive magnetoacoustic Alfvenic waves
以往的非线性磁声波理论一直严格地局限于模式的纯压缩特性。我们表明，一个完整的非线性方程组必然包括压缩和剪切分量的磁场。这两个原来是由完全相同的非线性方程，这使得使用这样一个完整的全套方程远不如预期的复杂。目前的研究结果应大大丰富这些波的理论，开辟了新的调查领域，并提供了一些全新类型的非线性解决方案。
2013-06-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Propagating torsional Alfvén waves in thermally active solar plasma
本研究的目的是揭示与热不平衡的影响，由于不平等的冷却和加热速率引起的密度和温度扰动在太阳活动区托管传播扭转或剪切阿尔文波。基于二阶细通量管近似，给出了非理想条件下与Alfvén波有关的非线性力的描述。这提供了深入了解阿尔文诱导的运动的影响，在热激活等离子体中的薄磁结构的边界。得到了描述非线性扭转Alfvén波产生纵向速度扰动和密度扰动的过程的方程，并进行了解析求解。结果表明，相移（与理想情况相比）和振幅的诱导纵向等离子体运动对母亲阿尔文波的周期是更大的剪切阿尔文波相比，扭转阿尔文波，虽然遵循相同的模式。热不平衡对诱导的速度扰动的影响的差异是由等离子体β虽然它的效果更强的剪切波。推导出对于谐波Alfvén驱动器，感生的密度扰动不受热不平衡的影响。
2022-07-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Nonlinear evolution of short-wavelength torsional Alfven waves
本文分析了直磁通量管中填充低密度$β$等离子体和周围有低密度等离子体时扭转Alfvén波的非线性演化。这种磁管特别是模拟了日冕环或极地羽流的一部分。波长取为与管半径相当。我们使用理想磁流体力学进行数值模拟的波的传播。我们发现，扭转波非线性地诱导三种压缩流：在阿尔文速度的平行流，构成沿磁场，管波，并在径向方向上的横向流动，与香肠快磁声模式的散装等离子体运动。此外，非线性扭转波变陡，传播速度增加。后一种效应导致扭转波前的渐进畸变，即非线性相位混合。由于扭转波振幅在管半径上的固有不均匀性，非线性效应在具有较高振幅的区域中更加显著。在磁通管的轴线上，它们总是不存在。在波振幅的线性径向轮廓的情况下，非线性效应局限于管边界附近的环形区域中。因此，在太阳和恒星日冕中由扭转阿尔文波驱动的平行压缩流在垂直方向上基本上是不均匀的。波能附加汇的存在降低了扭转Alfvén波中非线性平行叶栅的效率。
2017-05-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Alfven Wave Collisions, The Fundamental Building Block of Plasma Turbulence IV: Laboratory Experiment
湍流是在整个空间和天体物理等离子体中发现的一种现象。它在太阳日冕加热、太阳风加速和星际介质加热中起着重要作用。在这些制度的湍流是占主导地位的阿尔芬波。大多数湍流理论都是使用理想等离子体模型建立的，例如不可压缩MHD。然而，一直没有实验证据来支持使用这种模型的弱到中度碰撞等离子体是相关的各种空间和天体物理等离子体环境。我们提出了第一个实验来测量两个反向传播的阿尔芬波，这是天体物理学湍流理论的基石之间的非线性相互作用。我们在这里提出了四个不同的测试，最终证明，我们确实测量的子阿尔芬波产生的非线性的碰撞之间的反向传播阿尔芬波。
2013-06-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Nonlinear Alfvén Wave Model of Stellar Coronae and Winds from the Sun to M dwarfs
M矮星的大气层和风预计是高度磁化的。Alfvén波的非线性传播在加热恒星大气和驱动恒星风方面都起着关键作用。沿着这一Alfvén波方案，我们对M矮星的光球层、色球层到日冕和行星际空间的Alfvén波非线性传播进行了一维压缩磁流体动力学（MHD）模拟。基于模拟结果，我们发展了描述太阳和M矮星日冕温度、恒星风速度和恒星风质量损失率的半经验方法。我们发现M矮星的日冕比太阳日冕更冷，M矮星的星风比太阳风具有更快的速度和更小的质量损失率。
2020-12-20 astro-ph.SR
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
Imbalanced kinetic Alfvén wave turbulence: from weak turbulence theory to nonlinear diffusion models for the strong regime
本文采用保留离子有限Larmor半径修正、平行磁场涨落和电子惯性的动力学Alfvén波的双场哈密顿陀螺流体模型，研究了从MHD到亚离子尺度的湍流级联。特别注意的情况下，沿或相反的环境磁场传播的波之间的不平衡。对于弱湍流在电子惯性的情况下，动力学方程的保守量（总能量和广义交叉螺旋）的谱密度。他们提供了一个全球性的描述，在大尺度上减少MHD和电子减少MHD在小尺度上，以前在文献中考虑的制度之间的匹配。在超局域相互作用的限制下，导出了Fourier空间中的Leith型非线性扩散方程，并通过适当修改传输时间，将其推广到强湍流区。讨论了非平衡磁流体力学和平衡亚离子湍流与现有唯象模型的关系。事实证明，在色散效应的存在下，动力学对湍流保持稳定状态的方式很敏感。此外，在亚离子尺度下的总能量谱变得陡峭的广义交叉螺旋通量的增加。
2019-02-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph
On nonlinear Alfvén-cyclotron waves in multi-species plasma
大振幅阿尔文波是空间等离子体中普遍存在的现象，也是日球层磁流体动力学（MHD）湍流的主要组成部分。作为泵浦波，它们易于产生参量不稳定性，由此它们可以产生回旋子波和声学子波。在这里，我们重新审视一个相关的过程中的框架内的多流体方程组成的许多物种的等离子体。研究了Alfvén波与声波的非线性耦合，导出了沿平均场方向传播的波的横向磁场和纵向电场的压缩波方程和耦合波方程。结果表明，轻微压缩的阿尔芬波通过感应回转半径和动能调制，对粒子施加一个电动势和一个纵向电场，该电场的电势由围绕平均场回转的粒子的横向动能的梯度给出。这又驱动沿着平均磁场的电波动（声波和离子声波），其可以非线性地反作用于横向磁场。相互耦合的阿尔文-回旋-声波因此被激发，这是一个非线性过程，可以驱动等离子体中的波能级联，并可能产生压缩微湍流。这些被驱动的电波动可能对MHD湍流的耗散产生影响，从而对太阳风中粒子的加热和加速产生影响。
2012-01-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Solitary Alfvén Waves
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Auburn University（奥本大学）
提出孤立阿尔文波作为孤立远场极限下的理想非线性阿尔文解，并构建三维数值模型Alfvénon，通过MHD模拟验证其相干有限时间传播行为。
2026-06-26 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Spatially Localized Particle Energization by Landau Damping in Current Sheets Produced by Strong Alfven Wave Collisions
理解磁化等离子体中湍流涨落的能量去除以及由此产生的等离子体组成粒子的扰动是太阳物理学和天体物理学的一个主要目标。以前的工作表明，对向传播的阿尔芬波之间的非线性相互作用-或阿尔芬波碰撞-是天体物理等离子体湍流的基本组成部分，并在强非线性极限下自然产生电流片。一个强阿尔芬波碰撞的非线性gyrokinetic模拟被用来检查阻尼的电磁波动和相关的粒子的自洽产生的电流片中发生的阻尼。一个简单的模型解释了由于无碰撞阻尼和相关的粒子阻尼所产生的能量流，以及随后通过碰撞使粒子能量热化。由平行电场包围的净粒子被示出为空间间歇性的，并且非线性演化在使空间非均匀性方面是必不可少的。使用最近开发的场粒子相关技术，我们表明，粒子共振的Alfven波在模拟中占主导地位的能量转移，最终证明朗道阻尼在空间间歇性阻尼的电磁波动和随之而来的粒子在这个强非线性模拟的阻尼起着关键作用。
2017-07-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Propagation of waves in weakly ionized two-fluid plasmas. II. Nonlinear Alfvénic waves
Universitat de les Illes Balears（巴利阿里群岛大学）；Institut d’Aplicacions Computacionals de Codi Comunitari (IAC3)（社区代码计算应用研究所）
采用双流体模型研究霍尔电流和离子-中性粒子弹性碰撞对弱电离等离子体中线性/圆极化横波传播的影响，推导阻尼和加热率的解析表达式，并通过数值模拟揭示非线性密度扰动和整体流与有质动力及离子-中性相互作用能量耗散的关系。
2026-05-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Nonlinear propagation of Alfven waves driven by observed photospheric motions: Application to the coronal heating and spicule formation
我们已经进行了MHD模拟阿尔芬波沿开放的通量管在太阳大气中的传播。在我们的数值模型中，阿尔芬波是由光球颗粒运动产生的。作为波发生器，我们使用了一个派生的时间谱的光球颗粒运动从G波段电影的日出/SOT。结果表明，用观测谱代替白/粉红噪声谱作为波发生器时，日冕处的总能流变大，过渡区高度变高。这种差异可以用光球层和过渡区之间的阿尔芬波共振来解释。对数值结果进行傅里叶分析后发现，光球层和过渡区之间的区域成为阿尔芬波谐振腔。我们已经证实，至少有三个谐振频率，1，3和5兆赫，在我们的数值模型。阿尔芬波共振是解释针状体动力学和日冕有足够的能流加热的最有效机制之一。
2010-01-25 astro-ph.SR
M-dwarf's Chromosphere, Corona and Wind Connection via the Nonlinear Alfvén Wave
M矮星的大气层预计是高度磁化的。磁场能量可以加热恒星的色球层和日冕，并驱动恒星风。Alfvén波的非线性传播是加热恒星大气和驱动星风的重要机制。基于这种Alfvén波方案，我们进行了一维压缩磁流体动力学（MHD）模拟，以再现TRAPPIST-1，Proxima Centauri，YZ CMi，AD Leo，AX Mic以及太阳的恒星大气和风。我们的研究直接解决了阿尔文波从恒星光球到色球层、日冕和行星际空间的非线性传播问题。模拟结果表明，通过Alfvén波的非线性模耦合产生的慢激波对恒星色球层（星刺）动力学和星风加速都有重要影响.我们的参数测量进一步揭示了恒星大气和风的物理量的下列一般趋势。(1)M矮星的日冕往往比太阳日冕更冷，密度更大。(2)与太阳风相比，M矮星的星风具有相对较快的速度和较小的质量损失率。本文阐明了这些趋势背后的物理机制，其中M矮星大气层结较强和来自M矮星光球层的阿尔文波能量输入相对较小是显著的。
2021-06-25 astro-ph.SR
Contribution of observed multi frequency spectrum of Alfvén waves to coronal heating
虽然有观测迹象表明，横向MHD波携带足够的能量来维持日冕的热结构，但尚不清楚这种能量是否可以有效地转化为热量。阿尔文波的相位混合被认为是一种候选机制，因为它可以产生横向梯度，其中磁能可以转换为热能。然而，相位混合是一个过程，关键取决于横向振荡的振幅和周期，直到最近，我们才获得了一个完整的测量电晕中的横向振荡的功率谱。我们的目标是调查所产生的加热相混合的横向振荡触发的抖振的日冕循环，从观测到的日冕功率谱，以及这些持续振荡的结构上的日冕循环的影响。我们考虑一个三维MHD模型的活动区冠状环，我们扰动其足点与二维水平驱动器，代表一个随机的抖振运动的循环足点。我们的驱动器是由1000个脉冲叠加产生观察到的功率谱。我们发现，太阳日冕中观测到的功率谱通过相位混合提供的加热不足以维持百万度的活动区日冕。我们还发现，开尔文-亥姆霍兹不稳定性的发展可能是一个共同的现象，在日冕环，可能会影响他们的表观寿命。这项研究的结论是，不太可能的阿尔文波的相位混合所观察到的横向日冕环振荡的功率谱可以加热活动区的日冕。然而，横波可以在小尺度结构的发展中发挥重要作用。
2019-01-08 astro-ph.SR
Pulse-driven nonlinear Alfvén waves and their role in the spectral line broadening
我们研究了太阳大气中脉冲产生的非线性阿尔文波，并描述了它们在观测到的太阳冕洞中某些谱线的非热加宽中最可能的作用。我们数值求解含时磁流体动力学方程组，在开放和扩展磁场配置的模式大气中，与一个现实的温度分布，找到大振幅阿尔文波的时间签名。计算了模式大气不同高度上的非线性阿尔文波的时间和空间平均瞬时横向速度，并估计了它对由阿尔文波引起的非热运动的贡献。我们发现，脉冲驱动的振幅为$A_{\rm v}$ =50 km s $^{-1}$的非线性阿尔文波是极冕洞Si VIII $λ$ 1445.75谱线轮廓非热展宽的最可能候选者，正如Banerjee等人（1998）所报道的那样。我们还证明了由相对较小的速度脉冲驱动的Alfvén波，其幅度$A_{\rm v}$ =25 km s $^{-1}$可能有助于在冕洞中不同高度处的同一谱线的谱线宽度，而没有任何显着的增宽。本文的主要结论是，在太阳低层大气中脉冲激发的非线性阿尔文波是极冕洞观测到的谱线展宽的原因。这是一个重要的结果，因为它使我们能够得出结论，这种大振幅和脉冲驱动的阿尔芬波确实存在于太阳日冕洞中。这些波的存在及其无阻尼的增长可能会赋予加速太阳风所需的动量。
2012-07-27 astro-ph.SR
On ponderomotive effects induced by Alfven waves in inhomogeneous 2.5D MHD plasmas
当阿尔芬波振幅的空间梯度不为零时，非线性磁压梯度作用于介质（有质动力）。我们通过分析非均匀B和ρ的一般情况下的非线性波方程中的源项来研究非均匀2.5维MHD等离子体中这种力的性质，并考虑支持非线性数值模拟。我们的方程表明，有两个不同的类的有质动力效应引起的阿尔芬波一般2.5维MHD，每一个都有纵向和横向的表现形式; i）几何效应：在脉冲几何相对于背景磁场的影响，使波维持同空间的扰动，纵向和横向的子扰动-我们报告的横向扰动的第一次。ii）梯度（c_A）效应：在脉冲传播通过非均匀区域（其中阿尔芬速度分布中的非零梯度为非零）的情况下，非线性磁压梯度用于加速等离子体。横向梯度（相位混合区域）激发独立传播的快磁声波（概括Nakariakov等人1997，Solar Physics，175，93的结果），并且纵向梯度沿着场扰动（因此在β = 0中产生静态扰动，并且在β 1 = 0中产生慢波）。我们还证明，由于非线性洛伦兹力的模式转换是一个单向的过程，并不作为一种机制，非线性地产生阿尔芬波由于传播磁声波。我们的结论是，这些有质动力效应引起的阿尔芬波在任何MHD介质中传播，并有可能有显着的后果，提供系统的能量传输和耗散方面的动力学是足够的非线性和不均匀的。
2013-02-18 astro-ph.SR
Modeling imbalanced collisionless Alfvén wave turbulence with nonlinear diffusion equations
利用傅立叶空间中的一对非线性扩散方程研究了从磁流体到电子尺度的强阿尔芬波湍流动力学。特别注意的是，在太阳风（SW）中，特别是在相对靠近太阳的区域中，通常观察到的反向传播波的能量之间的不平衡状态。在无碰撞制度的色散效应产生的规模相当于或大于那些耗散成为有效的，由一个给定的广义交叉螺旋度（GCH），这是一个不变的注入率产生的不平衡，是远远大于在相应的碰撞制度所描述的通常（或减少）磁流体力学。高不平衡和离子朗道阻尼的综合效应导致了亚离子尺度下横向磁场的陡峭能谱。该光谱与西南部高阿尔文区域（如后缘）的观测结果一致，但并不采取过渡范围的形式，该过渡范围在较小尺度上由较浅的光谱继续。这表明，所观察到的光谱显示这样的过渡的结果，从叠加的贡献来自不同程度的不平衡的各种流。此外，当在已经充分发展的湍流中以小尺度补充不平衡的能量注入时，例如在磁重联的作用下，观察到所有尺度的不平衡的显著增强。
2019-12-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Excitation of ion-acoustic waves by non-linear finite-amplitude standing Alfvén waves
我们调查，使用多流体方法，驻离子声学模式驱动的非线性阿尔文驻波的主要性质。Alfvénic泵的驻波特性是因为我们研究了两个相同的圆偏振反向传播波的叠加。我们考虑沿恒定磁场的平行传播，我们发现，左，右手模式产生通过有质动力的二次谐波的驻离子声波。我们表明，参数不稳定性是不相关的，在目前的问题和二次离子声波衰减朗道阻尼在没有任何其他耗散过程。动力学效应包括在我们的模型中，离子被认为是粒子和电子作为一个无质量的流体，和混合模拟被用来补充理论结果。在没有朗道阻尼的情况下，不同的物理变量的时间演化的解析表达式。从混合动力模拟，我们发现，所产生的离子声波的衰减遵循的理论预测，即使在驱动器Alfvénic泵的存在下。由于非线性感应离子声波的系统开发密度腔和平行于磁场的电场。导出了这种密度和电场波动的理论表达式。这些结果的背景下，常设慢模式振荡日冕循环的影响进行了讨论。
2021-12-24 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Numerical simulations of turbulence in prominence threads induced by torsional oscillations
本文通过三维MHD数值模拟研究日珥细丝中驻立扭转阿尔芬波经相位混合触发KHI并产生湍流的过程，发现该机制仅造成边界局部加热而非整体加热，并给出了Hα合成观测特征。
2024-01-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph
A new and alternative look at NonLinear Alfvénic States
论文基于圆偏振 Beltrami 向量完备基重构 Hall MHD 非线性阿尔文状态理论，解析三模耦合并揭示能量向高 k 转移及近垂直波矢强耦合等规律。
2021-04-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Nonlinear Terms of MHD Equations for Homogeneous Magnetized Shear Flow
本文导出了磁化流体不可压缩剪切流的MHD方程组，并考虑了它们在波矢空间中的解。线性化的方程给出了著名的慢磁声波的放大和描述的磁旋转不稳定性。我们分析中的非线性项导致了MHD（阿尔文和伪阿尔文）波的湍流和自持谱密度的产生。讨论了在k空间中弱湍流数值模拟和吸积盘有效粘性计算的前景。
2011-03-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Reflection-driven turbulence in the super-Alfvénic solar wind
本文用膨胀盒约化磁流体力学模拟和理论研究超阿尔文太阳风中的反射驱动湍流，解释其平衡化、$1/f$ 谱、Alfvén vortex 及相关观测特征。
2023-08-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Transition to turbulence in nonuniform coronal loops driven by torsional Alfvén waves. II. Extended analysis and effect of magnetic twist
在以前的工作中已经表明，扭转阿尔文波可以在具有纯轴向磁场的非均匀日冕环中驱动湍流。在这里，我们探讨的作用，磁扭曲。我们的模型作为一个横向不均匀的直通量管，锚定在光球，并嵌入在一个统一的日冕环境的日冕环。我们认为磁场是扭曲的，并通过模型的自由参数来控制磁扭曲的强度。我们激发纵向基本模式的立扭阿尔芬波，其时间演化是通过高分辨率的三维理想磁流体动力学数值模拟。我们发现扭转阿尔文波的相位混合在垂直于磁场线的方向上产生速度剪切。速度切变最终触发开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHi）。在弱扭曲的磁管中，KHi能够非线性地增长，随后，在冠状环中以与未扭曲的情况类似的方式驱动湍流。如果磁扭曲仍然很弱，磁扭曲的作用是延迟KHi的开始，减缓湍流的发展。相反，当磁扭曲足够强时，磁张力可以抑制KHi的非线性增长，即使KHi已经被相位混合剪切局部激发。因此，在强扭曲环中不会产生湍流
2022-09-19 astro-ph.SR
Investigating the damping rate of phase-mixed Alfven waves
本文研究了相混合作为日冕加热机制的有效性。一个关键的量是波阻尼率，$γ$，定义为加热率与波能量的比率。目的：研究层流相位混合阿尔文波是否具有足够大的$γ$值来加热日冕。我们还调查了在何种程度上的$γ$的阿尔文驻波已达到稳态可以近似一个相对简单的方程。本研究的进一步焦点是响应于从环路泄漏出的波的$γ$的减少的原因、这种减少的量以及增加激发谐波的数量如何影响$γ$。结果：我们发现，在观察到的频率$γ$是太小，加热电晕约三个数量级。因此，我们认为，层流相混合是不是一个可行的独立的日冕循环加热机制。我们发现，$γ$是最大的共振。我们发现我们的简单方程提供了一个很好的估计阻尼率（约10%的准确度）的谐振场线。然而，在远离共振的情况下，该方程提供了较差的估计，预测$γ$的数量级太大。我们发现，泄漏的行为，以减少$γ$，但起着微不足道的作用，如果$γ$是所需的顺序加热电晕。如果波能遵循斜率为-5/3的功率谱，则$γ$随激发谐波的数量几何地增长。如果激发谐波的数量增加到远大于100，那么加热主要是由平行于场而不是垂直于场的梯度引起的。因此，在这种情况下，系统主要不是由相位混合加热的。
2019-10-28 astro-ph.SR
Mean shear flows generated by nonlinear resonant Alfven waves
在共振吸收的情况下，非线性有两种不同的表现。第一个是谐振点周围扰动幅度的减小（波能吸收）。第二种是在共振点周围的耗散层外产生平均剪切流。Ruderman等人[Phys. Plasmas 4，75（1997）]研究了各向同性等离子体中慢共振时的这两种效应。Clack等人[Astron. Astrophys. 494}，317（2009）]研究了Alfven共振处的非线性，然而，它们不包括平均剪切流的产生。在本文中，我们研究平均剪切流，解析，并研究其性质。我们发现，产生的流动是平行的磁表面，并有一个特征速度成正比的$ε^{1/2}$，其中$ε$是无量纲振幅的扰动远离共振。这在性质上类似于在慢共振时产生的流动。导出了穿过耗散层的平均剪切流的平行分量和垂直分量的导数的跳跃。我们估计产生的平均剪切流在太阳上色球层和日冕的顺序为$10{\rm kms}^{-1}$，然而，这个值强烈地依赖于边界条件的选择。它提出，所产生的平均剪切流可以产生一个Kelvin-Helmholtz不稳定性的耗散层，可以创建湍流运动。这种不稳定性将是一个额外的影响，因为开尔文-亥姆霍兹不稳定性可能已经存在，由于共振阿尔芬波的速度场。这种流动也可以叠加到太阳高层大气中现有的大尺度运动上。
2009-07-15 astro-ph.SR
Apparent cross-field superslow propagation of magnetohydrodynamic waves in solar plasmas
在本文中，我们表明，相位混合的连续阿尔文波和/或连续慢波的磁结构的太阳大气，例如，日冕弧，可以产生波传播穿过磁场的错觉。这种现象可能被错误地解释为快磁声波。由于连续波的相位混合引起的交叉场传播是明显的，因为没有能量穿过磁表面的真实传播。研究了具有纯极向磁场的二维笛卡尔平衡模型中的连续Alfvén谱和慢谱。我们表明，在太阳日冕结构的磁表面上的明显的超低速传播是连续阿尔文波和连续慢波的存在的结果，自然地生活在这些结构和相位混合随着时间的推移。视交叉场相速度与磁表面上局部Alfvén/慢频率的空间变化有关，并且比典型日冕条件下的Alfvén/声速慢。理解视交叉场传播的性质对于正确分析数值模拟和正确解释观测结果是重要的。
2015-09-10 astro-ph.SR
The Dynamical Generation of Current Sheets in Astrophysical Plasma Turbulence
在许多天体物理等离子体环境中，从星系团到日冕，从太阳风到地球磁层，湍流深刻地影响着粒子传输和等离子体加热。等离子体湍流的流体和动力学模拟普遍产生相干结构，在电流片的形式，在小尺度上，这些电流片的位置似乎与增强的湍流能量耗散率。因此，阐明这些电流片的起源和性质对于确定耗散的主要物理机制至关重要，这是等离子体湍流研究前沿的主要目标。在这里，我们提出的证据，从非线性gyrokinetic模拟，强烈的非线性相互作用之间的对向传播阿尔芬波，或强烈的阿尔芬波碰撞，是一个自然的机制产生的电流片等离子体湍流。此外，我们在概念上解释这个电流片发展的阿尔芬波碰撞的非线性动力学，表明这些电流片通过初始阿尔芬波和非线性产生的模式之间的建设性干涉而产生。由一个强大的阿尔芬波碰撞产生的电流片的属性进行比较，发表的意见，在地球的磁鞘和太阳风的电流片，这些电流片的性质导致的预期，朗道阻尼的成分阿尔芬波阻尼中起着主导作用的阻尼的恶意产生的电流片。
2016-07-25 astro-ph.SR
Dispersive and kinetic effects on kinked Alfvén wave packets: a comparative study with fluid and hybrid models
通过对低- $β$等离子体的MHD、Hall-MHD和混合模拟结果的比较，研究了色散和动力学效应对二维扭折Alfvén波包演化的影响.我们发现，霍尔项决定了在流体和混合模型的特征时间$τ^*=τ_a\ell/d_i$的波包的整体演变。波包的色散导致波能转换成内部等离子体能量。当考虑动力学质子时，质子内能的增加有来自等离子体压缩和相空间混合的贡献。后者发生在平行于引导装置磁场的方向上，这是由于质子以阿尔文速度与波包强制的可压缩模式共振。我们的研究结果之字形观测和太阳风能量的影响进行了讨论。
2023-02-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
