2.5维可压缩磁流体力学湍流的谱性质

来源 :中国科学院合肥物质科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:holight123
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磁流体力学(MHD)湍流在天体物理、空间物理、等离子体物理及纯粹理论界具有重要的应用价值和理论价值。本文对于强背景平均磁场中的2.5维等离子体中的自由衰减型MHD湍流,高精度数值研究了初始条件和Hall效应对能谱和能量衰减律的影响,发现如下一些结论:1,惯性区能谱指数随时间并不是不变的;2,能谱指数不仅在小时间尺度上有起伏振荡,而且在大时间尺度上呈现出要么下降要么上升的单一的趋势;3,如果初始动能远大于磁能,能谱指数在大时间尺度上呈现出下降的趋势,如果初始磁能远大于动能,能谱指数在大时间尺度上呈现出上升的趋势,初始动能和磁能两者相差越远,倾斜(下降或上升)越陡;4,相同初始流场的情况下,初始涨落磁场越大谱指数平均值越大;5,对于没有磁螺旋性约束的MHD湍流,无论有没有Hall效应都按接近于时间的负一次幂律衰减;6,当耗散主要发生在离子惯性长度以下时,有Hall效应的衰减略快;当耗散主要发生在离子惯性长度以上附近不远的一段区域时,有Hall效应的衰减略慢;7,Hall效应能使能量串级更有效,当离子惯性长度落在耗散区时,Hall效应能将耗散区典型的向下弯曲的能谱线拉直,表现出幂律;8,Hall效应起作用的上限尺度至少是10倍离子惯性长度。
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