Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > astro-ph > arXiv:0908.4078

帮助 | 高级搜索

天体物理学 > 高能天体物理现象

arXiv:0908.4078 (astro-ph)
[提交于 2009年8月28日 ]

标题: 阿尔文湍流数值模拟中测试粒子的加热

标题: The Heating of Test Particles in Numerical Simulations of Alfvenic Turbulence

Authors:Remi Lehe, Ian J. Parrish, Eliot Quataert
摘要: 我们研究了弱可压缩磁流体力学(MHD)湍流(“阿尔芬湍流”)的三维数值模拟中带电测试粒子的加热现象;这些结果与太阳风、太阳耀斑、黑洞吸积盘以及其他天体物理和日球层环境中的粒子加热和加速问题相关。 粒子加热的物理机制取决于粒子的回旋频率是否与计算域中解析出的湍动波动频率相当。 具有近似相等频率的粒子会经历强烈的垂直加热(相对于局部磁场)以及速度角散射。 相比之下,具有大回旋频率的粒子则经历强烈的平行加热。 具有有限电阻率的模拟会在小尺度电流片中产生额外的平行加热,这是由于平行电场的作用。 我们的许多结果与由阿尔芬波和慢模磁声波组成的阿尔芬湍流所引起的粒子加热的线性理论预测一致。 然而,与线性理论预测不同的是,能量交换并非主要由粒子与波之间的离散共振主导;相反,共振效应显著“展宽”。 我们讨论了这些结果对太阳和天体物理学问题的意义,特别是近地太阳风的热力学特性。 我们得出结论,阿尔芬湍流通过粒子与磁场压缩(“慢波”)之间的相互作用产生了显著的平行加热。 然而,在质子朗缪半径以上的尺度上,阿尔芬湍流不会对质子或轻离子产生显著的垂直加热。
摘要: We study the heating of charged test particles in three-dimensional numerical simulations of weakly compressible magnetohydrodynamic (MHD) turbulence (``Alfvenic turbulence''); these results are relevant to particle heating and acceleration in the solar wind, solar flares, accretion disks onto black holes, and other astrophysics and heliospheric environments. The physics of particle heating depends on whether the gyrofrequency of a particle is comparable to the frequency of a turbulent fluctuation that is resolved on the computational domain. Particles with these frequencies nearly equal undergo strong perpendicular heating (relative to the local magnetic field) and pitch angle scattering. By contrast, particles with large gyrofrequency undergo strong parallel heating. Simulations with a finite resistivity produce additional parallel heating due to parallel electric fields in small-scale current sheets. Many of our results are consistent with linear theory predictions for the particle heating produced by the Alfven and slow magnetosonic waves that make up Alfvenic turbulence. However, in contrast to linear theory predictions, energy exchange is not dominated by discrete resonances between particles and waves; instead, the resonances are substantially ``broadened.'' We discuss the implications of our results for solar and astrophysics problems, in particular the thermodynamics of the near-Earth solar wind. We conclude that Alfvenic turbulence produces significant parallel heating via the interaction between particles and magnetic field compressions (``slow waves''). However, on scales above the proton Larmor radius, Alfvenic turbulence does not produce significant perpendicular heating of protons or minor ions.
评论: 投稿至《天体物理学期刊》(Astrophysical Journal)
主题: 高能天体物理现象 (astro-ph.HE) ; 太阳与恒星天体物理学 (astro-ph.SR)
引用方式: arXiv:0908.4078 [astro-ph.HE]
  (或者 arXiv:0908.4078v1 [astro-ph.HE] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.0908.4078
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
相关 DOI: https://doi.org/10.1088/0004-637X/707/1/404
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Ian Parrish [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2009 年 8 月 28 日 18:03:53 UTC (679 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
astro-ph.SR
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2009-08
切换浏览方式为:
astro-ph
astro-ph.HE

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号