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【云台学术报告】2018年8月27日(星期一)上午8:50 主楼228会议室
2018-03-23  |  作者:  |  【  】 【打印】 【关闭

【学术报告】
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报告题目:太阳风等离子体基础湍流理论中相关的流体模型精确结构

报告人:朱建州

报告人单位: 南京市高淳区速诚基础与交叉科学研究中心

报告时间:2018827日(星期一)上午850 

报告地点:主楼228会议室

报告语言:中文

报告摘要: 

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  我们有一系列的偏微分方程来描述等离子体动力学。但是,即便是中性流体,Navier-StokesNS)方程的统计解或解的统计性质难得到。甚至,现代偏微分方程弱解理论暗示不可能从NS方程得到湍流的所有信息:Onsager就曾指出即便粘性系数趋于零,湍流也会有反常耗散,这意味着解不再是经典的(强解),而是(奇异的)“弱解”。虽然等离子体湍流更为复杂,但是最核心难题是一样的(此与“自发重联”问题相关)。 

  一方面,本报告指出所有常规等离子体流体模型(包括在扩展磁流体 --- extended magnetohydrodynamics: XMHD --- 框架以内和以外的双流体)通有的非线性基本数学结构(特别强调在解释太阳风湍流时,通常用到的螺旋波论据目前看来还不充分,也没有必要)和相关联的任意强度螺旋波或涡叠加的理想精确解,并将这些解与相应的螺度约束下最小能量状态挂钩。 

  另一方面,讨论流体模型的局部结构的两个方面。一方面利用速度梯度张量的实Schur形式(RSF),将系统分解成一个“两分量两维”和一个“一分量三维”子流动的耦合(2C2Dcw1C3D[1]),分解的两个涡分别冻结于流动,相应地螺度分解成等量的两部分,而且只由水平和垂直涡线间的互链接(linkage)构成,不存在自纽结(knotness)。而任一个通有的矢量梯度场都可以局部地找到一个标架变为RSF,这正如广义相对论(GR)中的度规的局部Minkovskii形式。这后者是GR中等效原理(存在局部惯性系使得狭义相对论在其中适用)的数学基础。另一方面考虑非理想 --- 有耗散和驱动 --- 情况下的局部(Lie)守恒形式和相关物理量的精确数学关系,以及相应于用全局约束构建非平衡统计系综的其它可能应用。那么,我们考虑如何建立一个相应的统计动力学“等效原理”,可以通过它来对等离子体湍流有一个很好的描述,并且可以反过来启发动力学(如,重联问题)的思考。 

  References 

  [1]  J.-Z. Zhu, Vorticity and helicity decompositions and dynamics with real Schur form of the velocity gradient. Phys. Fluids 30031703 (2018). 

  [2]  J.-Z. Zhu, Local invariants in non-ideal flows of neutral fluids and two-fluid plasmas. Phys. Fluids 30037104 (2018). 

  [3]  J.-Z., Chirality, extended magnetohydrodynamics statistics and topological constraints for solar wind turbulence, Mon. Not. R. Astron. Soc., L87—L91 (2017). 

 

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本通知也可以在云台学术报告网页看到: 

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邀请方联系人:申远灯 13888613943

8月24日  

 

 

   

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