Können vereinfachte Modelle das komplexe Plasmverhalten akkurat darstellen? Diese Studie beurteilt die Gültigkeit der Verwendung der Inkompressibilitäts-Hypothese zur Beschreibung der kompressiblen Plasmadynamik, wobei der Schwerpunkt auf der Kelvin-Helmholtz-Instabilität (KHI) liegt. Durch Vergleiche zwischen den kompressiblen Euler-Gleichungen (GAMERA-Code) und den inkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen (STRATOSPEC-Code) untersucht die Forschung Einzelmoden- und Multimoden-Anfangsstörungen mit und ohne paralleles Magnetfeld. Durch Verringerung der Mach-Zahl in GAMERA und der Viskosität/Diffusion in STRATOSPEC wird das nichtviskose inkompressible Regime erreicht. Die Studie analysiert Dichtefelder, 1D-Profile und spektrale Dichten, um die Ergebnisse zu vergleichen. Die Ergebnisse zeigen eine zufriedenstellende Übereinstimmung zwischen den beiden Codes, insbesondere in der Vortexdynamik und der Dämpfung kleinräumiger Strukturen, wodurch die Inkompressibilitäts-Hypothese unter bestimmten Bedingungen validiert wird.
Veröffentlicht in Frontiers in Physics steht diese Forschung im Einklang mit dem Fokus des Journals auf Spitzenforschung im gesamten Bereich der Physik. Die Untersuchung der Kelvin-Helmholtz-Instabilität, eines grundlegenden Phänomens in der Plasmaphysik, fällt genau in den Umfang des Journals. Durch die Erforschung der Grenzen der Inkompressibilitäts-Hypothese trägt die Forschung zu einem tieferen Verständnis der Plasmadynamik und ihrer Anwendungen in der Astrophysik und Fusionsenergie bei.
| Kategorie | Kategorie Wiederholung |
|---|---|
| Science: Physics | 29 |
| Science: Astronomy | 21 |
| Science: Physics: Electricity and magnetism: Electricity: Plasma physics. Ionized gases | 20 |
| Science: Geology | 14 |
| Science: Physics: Geophysics. Cosmic physics | 7 |