带着墙上那份严苛的【数
这一次,他不再盲目地调大参数。
特意把电流片的长宽比,精准地拉到了Loureiro理论推导出的那个不稳定性临界阈值之上。
同时,利用高阶数值格式压制了数值耗散,保证网格分辨率能够完美解析内层扩散区。
程序跑了整整二十三天。
江临没有象上次那样焦虑,他甚至有心情去检修风机。
第二十三天的傍晚,结果出来了。
江临调出动画。
屏幕上,那条原本像面条一样的Sweet-Parker电流片,在演化的中期,中央突然鼓出了一个小小的黑点。
反并行磁场的零点,磁岛的雏形。
江临屏住呼吸,没有动。
紧接着,第二个小黑点出现,第三个, 第五个。
短短十几个时间步之后,整条绷紧的电流片就象一根承受了极限压力的玻璃丝,内部的应力网络全面崩溃。
从内部砰地碎裂开来,变成了一长串大小不一、相吞噬的磁岛结构。
完美的非线性Plasid不稳定性再现!
江临终于亲眼在自己的代码里看到了原来Sweet-Parker的长面条,并不是永远只能绝望地慢下去。
当它慢到极致,被拉伸到物理极限的时候,它会选择玉石俱焚式的碎裂。
整个庞大的僵死结构,在演化中不断细分为无数个微观的快重联区,再不断重组,最终爆发出惊人的能量释放率。
绝境之中,物理规律自己找到了出口。
江临没有被胜利冲昏头脑,立刻转过身,看着墙上的十二项【健康检查清单】。
开始严格执行全套扰动测试。
把网格分辨率整体提高一倍,磁岛链依然出现,位置微调,但拓扑不变。
证明收敛。
把Lundquist数再提高一个量级,磁岛变得更密集,碎裂更剧烈,符合理论预测。
改变初始扰动的频谱分布,虽然早期的演化路径有差异,但最终的非线性状态殊途同归。
每一项严苛的拷问之后,磁岛串作为一个整体的物理现象,宛如一块经过千锤百炼的钢铁,稳稳地立在那里。
江临打开项目日志,用严谨的语调写下结案陈词。
【此数值结果在网格加密及参数扰动后仍稳定存在,通过健康清单十二项检验。】
【但请注意:结论仅限于当前的二维MHD参数区间,不可轻易外推至废土天空的高维真实尺度。】
【归档名:MR-PLM-04(Maic Reconnection - Plasid - 04)。
然后,他走到石屋的北墙。
这面墙是他用来绘制研究史地图的地方。
拿起笔,在Plasid理论的区块下方,画了一个重重的勾,并打上了一个标记。
【有限可信】
江临看着它,长长地吐出了一口浊气。
第十七年和第十八年,江临的探索触角继续向微观层面延伸,开始啃无碰撞重联和Hall效应。
这是单流体MHD理论开始全面崩溃的地带。
当等离子体变得极其稀薄,比如在地球磁层或是废土的高层大气,粒子之间的碰撞几乎消失。
这时候,把等离子体看作一种均匀导电流体的假设就不成立了。
电子和离子因为质量相差悬殊,开始分道扬镳。
GEM ic reconnection challenge的论文是绕不过去的一座丰碑。
这是一次罕见的学术界集体大阅兵。
九个顶尖的国际研究组,带着各自引以为傲的九种截然不同的数值代码,去算同一个设置好的重联问题。
论文的结论极其刺眼,就象是在单流体MHD的脸上狠狠扇了一巴掌。
不管你用什么天花乱坠的数值方法,只要你的物理方程里包含了Hall效应,所有代码算出的重联速率,最终都会惊人地收敛到一个相近的快重联值。
反之,只要你固执地只用单流体MHD,哪怕你的代码写出花来,结果毫无例外都会悲惨地滑回Sweet-Parker那条绝望的慢路上。
如果是以前看教材,江临只会看到教科书上总结的一句干巴巴的话。
【研究表明,Hall效应在小尺度扩散区上变得异常重要,是触发快重联的关键机制。】
但现在的江临,已经是对这种教科书体产生免疫抗体的老兵。
他根本不看正文的赞美,直接翻到附录。
象个苛刻的检察官,拿着放