• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

电子尺度下太阳风中的单分形性:来自动理学阿尔文波湍流的见解。

Monofractality in the Solar Wind at Electron Scales: Insights from Kinetic Alfvén Waves Turbulence.

作者信息

David Vincent, Galtier Sébastien, Meyrand Romain

机构信息

Laboratoire de Physique des Plasmas, École polytechnique, F-91128 Palaiseau Cedex, France.

Université Paris-Saclay, IPP, CNRS, Observatoire Paris-Meudon, France.

出版信息

Phys Rev Lett. 2024 Feb 23;132(8):085201. doi: 10.1103/PhysRevLett.132.085201.

DOI:10.1103/PhysRevLett.132.085201
PMID:38457708
Abstract

The breakdown of scale invariance in turbulent flows, known as multifractal scaling, is considered a cornerstone of turbulence. In solar wind turbulence, a monofractal behavior can be observed at electron scales, in contrast to larger scales where multifractality always prevails. Why scale invariance appears at electron scales is a challenging theoretical puzzle with important implications for understanding solar wind heating and acceleration. We investigate this long-standing problem using direct numerical simulations of three-dimensional electron reduced magnetohydrodynamics. Both weak and strong kinetic Alfvén waves turbulence regimes are studied in the balanced case. After recovering the expected theoretical predictions for the magnetic spectra, a higher-order multiscale statistical analysis is performed. This study reveals a striking difference between the two regimes, with the emergence of monofractality only in weak turbulence, whereas strong turbulence is multifractal. This result, combined with recent studies, shows the relevance of collisionless weak KAW turbulence to describe the solar wind at electron scales.

摘要

湍流中尺度不变性的破坏,即多重分形标度,被认为是湍流的基石。在太阳风湍流中,在电子尺度上可以观察到单分形行为,这与更大尺度上多重分形始终占主导的情况形成对比。尺度不变性为何出现在电子尺度上是一个具有挑战性的理论难题,对理解太阳风加热和加速具有重要意义。我们使用三维电子简化磁流体动力学的直接数值模拟来研究这个长期存在的问题。在平衡情况下研究了弱和强动力学阿尔文波湍流状态。在恢复了磁谱的预期理论预测之后,进行了高阶多尺度统计分析。这项研究揭示了两种状态之间的显著差异,单分形仅在弱湍流中出现,而强湍流是多重分形的。这一结果与最近的研究相结合,表明无碰撞弱动力学阿尔文波湍流对于描述电子尺度上的太阳风具有相关性。

相似文献

1
Monofractality in the Solar Wind at Electron Scales: Insights from Kinetic Alfvén Waves Turbulence.电子尺度下太阳风中的单分形性:来自动理学阿尔文波湍流的见解。
Phys Rev Lett. 2024 Feb 23;132(8):085201. doi: 10.1103/PhysRevLett.132.085201.
2
A dynamical model of plasma turbulence in the solar wind.太阳风中等离子体湍流的动力学模型。
Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2015 May 13;373(2041). doi: 10.1098/rsta.2014.0145.
3
Gyrokinetic simulations of solar wind turbulence from ion to electron scales.从离子到电子尺度的太阳风湍流的回旋动理学模拟。
Phys Rev Lett. 2011 Jul 15;107(3):035004. doi: 10.1103/PhysRevLett.107.035004. Epub 2011 Jul 14.
4
Fluidization of collisionless plasma turbulence.无碰撞等离子体湍流的流化。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Jan 22;116(4):1185-1194. doi: 10.1073/pnas.1813913116. Epub 2019 Jan 4.
5
Evidence of a cascade and dissipation of solar-wind turbulence at the electron gyroscale.太阳风湍流在电子回旋尺度上的级联和耗散证据。
Phys Rev Lett. 2009 Jun 12;102(23):231102. doi: 10.1103/PhysRevLett.102.231102. Epub 2009 Jun 10.
6
Electron heating in kinetic-Alfvén-wave turbulence.动力学阿尔芬波湍流中的电子加热。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Jun 6;120(23):e2220927120. doi: 10.1073/pnas.2220927120. Epub 2023 May 30.
7
Dissipation and heating in solar wind turbulence: from the macro to the micro and back again.太阳风湍流中的耗散与加热:从宏观到微观再回归宏观
Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2015 May 13;373(2041). doi: 10.1098/rsta.2014.0155.
8
Kinetic simulations of magnetized turbulence in astrophysical plasmas.天体物理等离子体中磁化湍流的动力学模拟。
Phys Rev Lett. 2008 Feb 15;100(6):065004. doi: 10.1103/PhysRevLett.100.065004. Epub 2008 Feb 14.
9
Three dimensional anisotropic κ spectra of turbulence at subproton scales in the solar wind.太阳风中亚质子尺度湍流向各向异性 κ 谱的三维结构。
Phys Rev Lett. 2010 Sep 24;105(13):131101. doi: 10.1103/PhysRevLett.105.131101. Epub 2010 Sep 23.
10
Fully Kinetic Simulation of 3D Kinetic Alfvén Turbulence.三维动力阿尔芬湍流动的全动力学模拟
Phys Rev Lett. 2018 Mar 9;120(10):105101. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.105101.