Ambipolar Diffusion in the Lower Solar Atmosphere: MHD Simulations of a Sunspot
太阳大气的磁流体动力学(MHD)模拟通常是在等离子体完全电离的假设下进行的。然而,在较低的太阳大气层中,降低的温度通常只会导致等离子体的部分电离。这种部分电离的等离子体的去耦中性和电离成分之间的相互作用产生双极扩散。为了研究双极扩散在光球层和色球层中传播波特性的作用,我们采用Mancha 3D数值代码来模拟磁声波在太阳黑子本影上方的大气中传播。我们解决非理想的MHD方程的数据驱动的扰动的静磁平衡和双极扩散的影响进行了研究,通过改变模拟,包括额外的条款,占这个过程中的MHD方程。分析模拟与/无双极扩散的能谱密度,我们发现的证据表明,双极扩散在弱电离低密度区域的波特性中起着关键作用,从而最大限度地提高当地的双极扩散系数。因此,我们建议,双极扩散是一个重要的机制,需要仔细考虑它是否应该被包括在模拟中,以及它是否应该被用于分析和解释低太阳大气层的特定观测。
2022-09-28 astro-ph.SR
Damping of coronal oscillations in self-consistent 3D radiative MHD simulations of the solar atmosphere
利用从对流区到日冕的自洽三维辐射磁流体动力学模拟,研究了日冕环束的阻尼横向振荡,发现Kelvin-Helmholtz不稳定性导致的速度剪切和涡旋促进了振荡的耗散,表明理想化波导假设下的静态日冕环模型需重新评估。
2023-06-05 astro-ph.SR
Radiation magnetohydrodynamics modeling of an impulsively driven chromospheric jet in the solar atmosphere
Escuela Nacional de Estudios Superiores (ENES) Unidad Morelia, Universidad Nacional Autónoma de México, Unidad Morelia(墨西哥国立自治大学莫雷利亚高级研究学院)
通过非理想磁流体动力学方程耦合辐射传输方程,模拟了太阳色球中脉冲驱动的射流形成与演化,发现辐射传输在光学薄日冕中作为冷却机制主导射流耗散。
2025-10-07 astro-ph.SR
Intermittent reconnection and plasmoids in UV bursts in the low solar atmosphere
磁重联被认为是太阳大气中各种动力学现象的驱动力。然而,驱动重联的详细物理机制在用于研究太阳大气的遥感观测中很难辨别。在本文中,我们利用高分辨率的仪器接口区域成像光谱仪(IRIS)和新的CHROMIS法布里-珀罗仪器在瑞典1米太阳望远镜(SST),以确定磁重联的不稳定性和它的关联形成的等离子体团在所谓的紫外线爆发在低太阳大气。Si IV 1403 A紫外猝发光谱的过渡区显示出证据的高度加宽的线轮廓,往往非高斯和三角形的形状,除了签名的双向流动。在理想化的数值模拟中,这样的轮廓先前被链接到由等离子体团不稳定性驱动的磁重联。在色球Ca II K 3934 A线的同时CHROMIS图像现在提供了令人信服的证据,等离子体团的存在,揭示了高度动态和快速移动的增亮,小于0.2弧秒,并在时间尺度上发展的顺序秒。我们的解释的观测支持的详细比较与合成观测先进的数值模拟的磁重联和相关的色球等离子体团。我们的研究结果强调了亚弧秒成像光谱对广泛的温度范围敏感,结合先进的数值模拟,这些模拟足够逼真,可以与观测结果进行比较,从而直接揭示驱动太阳大气中各种现象的小尺度物理过程。
2017-11-13 astro-ph.SR
Vortices evolution in the solar atmosphere: A dynamical equation for the swirling strength
本文应用并推导了两个涡旋识别准则的解析演化方程,研究了太阳大气中的涡旋动力学。使用的两个标准是涡度和旋流强度。涡度在剪切流的存在下可能有偏差,但其动力学方程是众所周知的;涡旋强度是识别涡度流的更精确的标准,但其演化方程尚不清楚。因此,我们探讨了推导出涡旋强度动力学方程的可能性。然后,我们应用这两个方程来分析与CO 5 BOLD代码产生的太阳大气的辐射MHD模拟。本文对涡旋强度准则及其演化方程的数学推导进行了详细的评述。这个方程并不存在于文献中之前,它构成了一个新的工具,是适合于广泛的问题(磁)流体力学的分析。通过应用这个方程的数值模式,我们发现,流体动力学和磁斜压性是驱动的物理过程,负责在对流区和光球涡旋的产生。在色球层的高处,只有磁项占主导地位。此外,我们还发现,在小尺度下,特别是在磁通量集中区,涡旋强度是以混沌的方式产生的。涡旋强度是识别湍流(如太阳大气中的湍流)中涡旋的适当标准。此外,它的演变方程,这是本文中推导出的,是关键的,以获得精确的信息,这些涡的动力学和物理机制,负责其生产和演变。由于该方程的存在,旋流强度是研究磁流体力学中旋涡动力学的理想量。
2020-05-26 astro-ph.SR
Excitation and evolution of coronal oscillations in self-consistent 3D radiative MHD simulations of the solar atmosphere
太阳日冕环通常会受到振荡的影响。日冕振荡的观测被用来利用日冕地震学来推断日冕等离子体的物理性质。日冕环中振荡的激发和演化通常使用高度理想化的磁通量-管模型进行研究。为了提高我们对日冕振荡的理解,有必要考虑现实磁场拓扑和演化的影响。利用辐射-磁流体程序Bifrost对从对流区到日冕的太阳大气进行了三维自洽模拟,研究了日冕振荡的激发和演化。我们使用前向模拟EUV辐射和三维跟踪的磁场来分析振荡行为的个别磁环。我们进一步分析了个别等离子体速度分量的演变沿使用小波功率谱捕获的振荡周期的变化。在模拟中出现了在日冕中经常观察到的各种类型的振荡。我们检测到横向和纵向速度分量,包括高阶振荡谐波的常设振荡。我们还表明,自洽模拟再现存在两个不同的制度的横向日冕振荡:迅速衰减的振荡脉冲事件和持续的小规模振荡,没有明显的阻尼。在振荡回路的足点处没有检测到谐波驱动器。我们表明,日冕环振荡是丰富的自洽三维MHD模拟太阳大气。个别磁环的动态演变和变化表明,我们需要重新评估我们的模型的整体和静态日冕环的恒定长度,有利于更现实的模型。
2021-01-16 astro-ph.SR
Mode conversion and energy flux absorption in the structured solar atmosphere
本研究使用3D理想MHD模拟探究太阳大气横向结构化对模式转换与波能流吸收的影响,发现横向结构化能有效引导Alfvén波能流进入日冕并减少反射,环结构可吸收超三分之一外部驱动波能流,为无衰减环振荡由外部声波驱动提供了证据。
2024-01-04 astro-ph.SR
The behavior of transverse waves in nonuniform solar flux tubes. I. Comparison of ideal and resistive results
磁流体动力学(MHD)波是太阳大气中普遍存在的现象。扭折波是磁通量管中的一种横向MHD波,由于共振吸收而被阻尼。对太阳能通量管中扭折磁流体波的理论研究通常是基于这样的简化:密度的横向变化被限制在比管半径薄得多的非均匀层中,即,即所谓的薄边界近似。本文发展了一种通用的解析方法,计算了具有任意厚度横向非均匀层的无压通量管中理想MHD波的色散关系和本征函数。扭结波的结果产生,并与完全数值电阻MHD特征值计算在小电阻率的限制。我们发现,频率和谐振阻尼率是相同的理想和电阻的情况下。厚非均匀层的实际结果偏离薄边界近似中预测的行为,并且强烈依赖于非均匀层的形状。理想MHD中的本征函数与电阻MHD中的本征函数有很大的不同。理想的本征函数显示一个整体的字符,而不均匀层的厚度,而电阻的本征函数是本地化的谐振和普通的电阻Alfvén模式的区别。因此,波能在理想情况下和电阻情况下的空间分布是显著不同的。这提出了一个基本的理论问题,具有明确的观测结果。
2013-09-13 astro-ph.SR
3-D non-LTE radiative transfer effects in Fe I lines: III. Line formation in magneto-hydrodynamic atmospheres
非局部热力学平衡(NLTE)的诊断重要的太阳Fe I线的影响是重要的,由于Fe I电离紫外辐射,这可能会导致一个相当大的人口不足的Fe I水平在太阳大气中,因此,到一个相当大的削弱Fe I线的强烈敏感性。在三维结构大气中,水平辐射转移(RT)可以增强或减弱这种NLTE效应。我们分析了水平RT的影响,常用的Fe I线的快照的3-D辐射磁流体动力学(MHD)模拟的斑区。在分析的快照中,NLTE和水平RT效应具有相当大的强度(高达线深或等效宽度的50%)。由于它们可能具有任何一个符号,并且两个符号都以近似相同的频率和强度出现,因此在考虑空间平均量时,净效应很小。谱带大气中的情况变得相当复杂。水平传输导致线弱化相对于1-D NLTE传输附近的边界的千克磁性元素。然而,在这些元素的中心周围,我们发现了一个经常显著的线强化。这种行为是在相反的预期从以前的3-D RT计算在理想化的磁通管模型,只显示线弱化。这种意想不到的行为的起源在于磁性元件被致密且相对较冷的向下流动的气体包围的事实,该气体形成磁性元件的壁。这些致密壁中的连续体通常形成于比磁性元件的中心部分更冷的气体中。因此,磁性元件的中心部分经历次平均UV照射,导致观察到的3-D NLTE线强化。
2015-07-15 astro-ph.SR
On the effects of ion-neutral interactions in solar plasmas
太阳光球层和色球层是由弱电离等离子体组成的,碰撞耦合随高度的增加而减弱。这意味着在低海拔的磁流体动力学的一些假设的故障,并引起非理想的MHD效应,如双极扩散,霍尔效应等,最近,有进展,在了解这些影响的作用,为动力学和能量学的太阳大气。有证据表明,波的传播和阻尼,磁重联,形成稳定的磁场浓度,磁通量出现等现象可以受到影响。本文综述了多流体MHD模拟太阳大气耦合问题的研究现状。
2016-11-18 astro-ph.SR
Decomposing wave activity in the solar atmosphere: Shocks, jets and swirls in the quiet Sun
Universitetet i Oslo(奥斯陆大学);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Université Paris Cité(巴黎西岱大学)
本研究通过3D静太阳模拟,分析了波活动在太阳大气中的传输,揭示了激波、喷流和旋涡对振荡传播的影响,并发现3.5和5 mHz信号对总波功率贡献达50%。
2025-09-14 astro-ph.SR
Spectroscopic Analysis of DA White Dwarfs: Stark Broadening of Hydrogen Lines Including Non-Ideal Effects
我们提出了改进的计算在致密等离子体典型的白矮星大气中的氢线的斯塔克加宽。我们的新模型是基于Vidal,Cooper,& Smith的Stark加宽统一理论。这是第一次,我们考虑到非理想的影响,在一个一致的方式直接在线路轮廓计算。Hummer & Mihalas理论用于描述由于质子和电子对吸收体的扰动而引起的非理想效应。我们使用截断的准静态质子加宽的电场微场分布,以考虑到高的电场微场解离的过渡的上状态的事实。这种方法比以前的计算有了显著的改进,以前的计算依赖于使用一个特殊的参数来模拟这些非理想的影响。我们得到的第一个模型的光谱线的轮廓是一致的状态方程。通过分析DA星在40,000 K > Teff > 13,000 K范围内的光谱,我们重新审视了DA星的性质。更新后的大气参数与以前的研究结果有很大的不同,平均质量偏移了+0.034 Msun。我们还表明,这些修订后的大气参数产生的绝对视觉幅度,保持在良好的协议与三角视差测量。
2009-02-24 astro-ph.SR
Stationary stagnation point flows in the vicinity of a 2D magnetic null point: I. Systems with vanishing electric field and an X-type magnetic null point
爆发性空间等离子体过程的出现,在太阳大气中观测到的爆发性耀斑中,通常认为是由磁重联引起的。磁重联的过程往往与磁场的奇点有关。因此,我们分析系统的固定电阻/非理想磁流体动力学(MHD)的奇异点附近的流和场,以确定重联解决方案和非重联解决方案之间的边界。我们发现的条件,使等离子体穿过磁separatrices也内的电流片,接近电流最大值。这些结果为我们提供了阻性磁流体场的拓扑和几何骨架。因此,我们必须执行一个本地分析几乎所有的非理想MHD解决方案的广义非理想性。利用磁场、速度场和包括非理想性在内的所有物理量的泰勒展开式,并采用系数比较的方法,对非线性电阻MHD系统进行了解析求解。事实证明,并不是每一个非理想流是一个重联流和纯电阻/非理想MHD只允许重联类的解决方案,即使非理想性是局部的磁零点周围的区域。为了保证能量的正耗散和磁通量的湮灭,靠近磁X点的流动也必须是X点类型的。如果非理想性只有一维片状结构,则等离子体流只能穿过一条分界线,类似于重连湮灭解。
2009-09-04 astro-ph.SR
On Thermal Conduction in the Solar Atmosphere: An Analytical Solution for Nonlinear Diffusivity without Compact Support
针对太阳大气中非线性扩散缺乏解析测试的问题,推导了非零背景值的一阶微扰解析解,并用于基准测试Ebysus代码,验证了Spitzer电导率模拟的准确性,为复杂太阳模拟提供了物理有效性保障。
2024-09-02 astro-ph.SR
Inference of horizontal velocity fields from the induction equation in the solar atmosphere. I. Analytical and numerical solutions in 2D
Institut für Sonnenphysik(太阳物理研究所);Universidad de La Laguna(拉古纳大学);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利天体物理学研究所)
本文提出一种方法,通过二维磁感应方程的离散化,推断太阳大气中水平速度场的垂直依赖性,验证了在理想化情况下水平速度分量的恢复精度可达1%。
2026-03-27 astro-ph.SR
Two-dimensional simulations of coronal rain dynamics. I. Model with vertical magnetic field and an unbounded atmosphere
目的。我们的目标是提高对慢于自由落体运动的物理机制和在日冕雨事件中检测到的两阶段演化(加速的初始阶段,然后是几乎恒定的速度阶段)的理解。方法.用Mancha 3D程序求解了二维理想MHD方程。我们把日冕描述为一个等温的垂直分层大气,有一个均匀的垂直磁场,等离子体凝结为一个二维高斯分布的密度增强。我们分析了下降的等离子体的时间演化,并研究其依赖于参数,如密度和磁场强度。结果我们证实了以前的研究结果,压力梯度是主要的力量,反对重力的作用,减缓了斑点下降,更大的密度需要更大的压力梯度,以达到恒速阶段。我们发现,随着密度的水平变化的凝聚的形状是扭曲的,因为它下降,由于较密集的部分的斑点下降速度比较轻的。这是解释的事实,即初始加速阶段的持续时间,因此,最大的下降速度达到的等离子体,增加与比斑点日冕密度。我们还发现,磁场在下降凝聚的演化中起着基础性的作用。足够强的磁场(在我们的模拟中大于10 G)迫使每个等离子体元素遵循由特定场线给出的路径,这允许在1D动力学方面描述斑点的每个垂直切片的演变,而不影响相邻切片。另外,在典型的日冕雨事件条件下,磁场阻止了Kelvin-Helmholtz不稳定性的发展。
2019-11-15 astro-ph.SR
Effects of Latent Heating on Atmospheres of Brown Dwarfs and Directly Imaged Planets
对褐矮星的观测越来越多,为这些天体上存在强烈的大气环流提供了证据。直接成像的行星也有类似的观测结果,可以被视为低重力版本的褐矮星。通过观测和理论研究推断,它们大气中化学物质的凝结循环活跃,与凝结有关的潜热加热预计在形成大气环流和影响云斑方面很重要。我们提出了一个定性的描述的机制,冷凝潜热加热影响的循环,然后说明他们使用一个理想化的一般循环模型,其中包括一个凝结周期的硅酸盐与潜热加热和分子量效应,由于雨的冷凝物。在适合典型T矮星的条件下进行的模拟显示了局部风暴和东西向喷流的发展。风暴在空间上是不均匀的,在几小时到几天的时间尺度上演变,并从凝结层垂直延伸到对流层顶。棕矮星被活跃风暴覆盖的部分面积很小。基于一个简单的分析模式,我们定量地解释了湿烟羽的面积分数,并显示其依赖于辐射时间尺度和对流有效位能。我们预测,如果潜热加热占主导地位的云的形成过程中,云的覆盖面积的分数减少的光谱型经历的L/T转换从高到低的有效温度。这是辐射时标和对流有效位能随光谱型变化的自然结果。
2017-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hydrogen ionization equilibrium in magnetic fields
本文计算了在较宽场强范围内磁化氢原子在热力学平衡时的配分函数和电离度,即$B\approx 10^5$ - $10^{12}$ ~G.评估包括拟合公式为任意数量的结合能,内部原子结构和质量中心的运动之间的耦合,通过磁场,和所谓的偏心状态的形成(与电子从库仑阱移动的结合状态)。非理想气体效应在职业概率法中处理.给出了零场极限与高场极限之间束缚态对应的一般数学表达式。这让我们评估原子配分函数在一个连续的方式从塞曼微扰制度非常强的领域。结果显示了在磁性白矮星(MWD)大气中发现的条件,温度为$T\approx 5000$ - $80000$ ~K,密度为$ρ\approx 10^{-12}$ - $10^{-3}$ ~g~cm $^3$。我们的评估表明,由于在强MWD的大气中的磁场的气体电离显着减少。我们还发现,偏心状态可以存在于目前已知的热MWD的大气中,在最强的磁化大气中的配分函数的显着贡献。
2020-02-13 astro-ph.SR physics.atom-ph
Exploring deep and hot adiabats as a potential solution to the radius inflation problem in brown dwarfs: Long-timescale models of the deep atmospheres of KELT-1b, Kepler-13Ab, and SDSS1411B
高度辐射的气态系外行星的巨大半径长期以来一直是一个谜。一种被认为是解决热对流的机制是通过潜在温度的垂直平流加热深层大气,导致内部熵增加。在这里,我们打算探索这种机制是否也可以解释所观察到的棕矮星半径的趋势:半径随着辐射的普遍增加,除了高辐射的棕矮星轨道白矮星。我们使用一个3D GCM,MAGICO,运行一系列的Kepler-13 Ab,KELT-1b和SDSS 1411 B的大气的长时间尺度模型。这些模型使我们能够探索不仅如果一个稳定的平流层可以发展,而且相关的动态。我们发现,我们的模型分为两个不同的制度:开普勒-13Ab和KELT-1b都显示出显着的深层加热的迹象,因此保持比一维模型预测的更热的恒星。另一方面,SDSS 1411 B表现出更弱的向下加热曲线,不仅在理想条件下难以加热内部,而且对深层辐射动力学的存在高度敏感。我们发现,大尺度大气环流的位温垂直平流代表了一个强大的机制来解释随着辐射增加的通货膨胀的趋势,包括高辐射的棕矮星轨道白矮星的例外。这可以理解为是由于旋转影响的增加对中高纬平流动力学的作用而发生的。此外,当与外层大气辐射轮廓的适当参数化相结合时,这种机制本身就可能为我们在棕矮星中观察到的膨胀水平提供完整的解释。
2021-09-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
NSMAXG: A new magnetic neutron star spectral model in XSPEC
像钱德拉和XMM-牛顿这样的X射线望远镜具有出色的灵敏度,是研究冷却的中子星的理想工具,中子星可以在这些能量下发射。为了利用高质量数据中包含的丰富信息,有必要对中子星大气的辐射特性有一个全面的了解。影响光子发射的一个关键因素是磁场,而已知中子星表面有很强的磁场。本文简要介绍了我们最近在构造中子星磁(B >= 10 ^10 G)大气模型方面所做的工作,以及在XSPEC中用NSMAXG实现这些模型。我们的结果允许更强大的提取中子星参数的观测。
2013-11-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Applications of Fast Magnetic Reconnection Models to the Atmospheres of the Sun and Protoplanetary Disks
本研究针对部分电离等离子体的磁重联特性,考察太阳大气部分电离层与原行星盘两种环境中快速重联的碰撞机制,揭示电流片演化过程及能量转化规律,解释了太阳日冕粒子加速与原行星盘红外谱线辐射的成因。
2024-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
On the Lorentz Force and Torque of Solar Photospheric Emerging Magnetic Fields
由太阳发电机产生和增强的磁通量进入太阳大气层,形成包括太阳黑子在内的活动区(AR)。现有的磁通量出现理论认为,磁通量可以通过对流区上升,但被困在光球,而它的进一步上升到大气诉诸帕克浮力不稳定性。为了触发这种不稳定性,光球层中的洛伦兹力需要和气压梯度一样大,才能抵抗重力支撑额外的质量。这自然会导致一个强烈的非力自由光球,这确实是显示在典型的理想化数值模拟通量管浮力从下面的光球到日冕。在这里,我们进行了统计研究的范围内的归一化洛伦兹力和扭矩的新兴光球磁场与一个相当大的样本SDO/HMI矢量磁图。我们发现光球场的平均洛伦兹力和力矩都很小,因此非常接近于无力状态,这与理论以及理想化的通量出现模拟不一致。此外,力和扭矩的小范围似乎不受新兴AR的大小,出现率或场的非潜力的影响。这一结果提出了一个重要的限制未来发展的理论和模拟磁通出现。
2020-05-21 astro-ph.SR physics.space-ph
The Anisotropic Transport Effects On The Dilute Plasmas
考虑各向异性输运效应,我们研究了热的、稀的和差分旋转等离子体的线性稳定性分析。在稀薄等离子体中,离子的拉莫尔半径与其碰撞平均自由程相比很小,在这种情况下,热量和动量沿磁场线的输运就变得很重要。本文提出了一种新的线性不稳定性,它可能比理想的磁热不稳定性(MTI)和理想的磁转不稳定性(MRI)更强大和更大。这种类型的等离子体被认为存在于星系团的团内介质和黑洞周围的辐射无效吸积流中。我们导出了这种不稳定性的色散关系,得到了不稳定性条件。对于螺旋形磁场几何形状,存在至少一个与温度梯度方向无关的不稳定模式。这种新的不稳定性是由陀螺粘度与微分旋转耦合驱动的。因此,我们称之为陀螺粘性修正磁旋转不稳定性(GvMRI)。我们研究如何的不稳定性取决于温度梯度和陀螺粘度的迹象,也对热频率的大小和俯仰角的值。我们提供了一个详细的物理解释所获得的结果。GvMRI不仅适用于吸积流和团内介质,而且适用于恒星日冕、吸积盘和多相星际介质中的冷稠密气体和热低密度等离子体之间的过渡区,因为它与温度梯度方向无关。
2012-10-30 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.plasm-ph
Dynamic evolution of current sheets, ideal tearing, plasmoid formation and generalized fractal reconnection scaling relations
磁重联可能是使储存在磁场中的能量突然释放的基本过程,太阳耀斑和日冕物质抛射(CME)是典型的自然等离子体例子。磁重联是一个太慢的过程,在大尺度上是有效的,但一旦在系统中形成足够小的尺度,就会加速。由于这个原因,分形重联方案被引入(Shibata和Tanuma 2001)来解释太阳大气中的爆炸事件:它是基于递归触发和崩溃,通过撕裂不稳定性的电流片最初在日冕中的灯丝上升期间变薄。在这里,我们比较了不同的分形重联的情况下,已经提出,并推导出广义的递归触发的快速,“理想”-即伦德奎斯特数独立-撕裂崩溃的电流片配置与任意电流剖面形状。一个重要的结果是,Sweet-Parker标度与Lundquist数,如果解释为一个理想的不稳定片中的奇异层的纵横比,是通用的,并不依赖于当前的配置文件中的表的细节。然而,这样的缩放不能被解释为静止重连,而是它定义了一个步骤,在加速序列的事件的理想撕裂介导的分形级联。我们计算缩放等离子体团的预期数量为通用配置文件和现实的伦德奎斯特数。
2019-03-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Local invariants in non-ideal flows of neutral fluids and two-fluid plasmas
局部结构,超出了众所周知的'冻结'的广义涡度的正压流动,双流体模型的等离子体流。更一般的非正压情况也被认为是。一个改进的欧拉方程[T. Tao,Ann. PDE \textbf{2},9(2016)]也相应地从双流体模型的视角进行了分析和评论,重点是局部结构。而且,局部约束的高阶微分形式,如螺旋度,除其他外,找到简单的配方可能的应用建模的动态。因此,柯西不变量方程[N。贝斯和U。Frisch,J.Fluid \textbf{825},412(2017)]可以在非理想流中找到实际应用。特别有趣的是,二维三分量(2D3C)或二维被动标量问题提出了一个局部不变的$Θ= 2θζ$,其中$θ$和$ζ$分别是“垂直速度”的标量值(或被动标量)和“垂直涡度”,可以被用作好像它是全球不变螺旋度的空间密度,提供了一个拉格朗日处方,以控制后者在某些情况下,研究其物理效应的快速旋转流(普遍存在于大气中的天体物理对象)与显着的2D3C涡模或纯二维被动标量。
2018-12-15 astro-ph.SR math-ph math.MP