Simulationen zur Untersuchung nichtlinearer Diffusion in vorgegebener und selbstgenerierter Turbulenz

研究给定湍流和自生湍流中的非线性扩散的模拟

• 批准号: 66455014
• 负责人: Dr. Felix Spanier
• 金额: --
• 依托单位: Zentrum für Astronomie (ZAH)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/66455014?language=en
• 关键词: Simulationen; zur; Untersuchung; nichtlinearer; Diffusion

Dieser Antrag widmet sich der Untersuchung des Transports kosmischer Strahlung durch das turbulente interstellare Medium und damit der daraus resultierenden Diffusion der hochenergetischen Teilchen. Diese soll anhand von Simulationen untersucht werden, deren Grundlage ein Code darstellt, der die Bewegung von geladenen Teilchen - der kosmischen Strahlung - in einem Plasma - dem turbulenten interstellaren Medium - berechnet. Zwei Teilaspekte der Diffusion kosmischer Strahlung sind von zentralem Interesse:• Die Untersuchung nichtlinearer Effekte, die bislang nur teilweise verstanden sind: Abhängigkeit der Fokker-Planck-Koeffizienten von der Korrelationsfunktion, Abgrenzung von Field-Line-Random-Walk und Cross-Field-Diffusion, direkte Untersuchung nichtlinearer Effekte in Abhängigkeit von der Turbulenzstärke• Darüber hinaus soll berücksichtigt werden, dass die kosmische Strahlung selbst die Turbulenz im interstellaren Medium antreibt. Diese selbstgenerierte Turbulenz sowie deren Auswirkungen auf die Form der Fokker-Planck-Koeffizienten und der Verteilungsfunktion der kosmischen Strahlung soll anhand von Simulationen untersucht werden.

这篇论文的目的是通过星际介质的相互作用和高能量Teilchen的扩散效应来研究输运的弱辐射。这需要一个韦尔登来完成，因为它是一个代码的基础，它是在一个等离子体-星际介质--中产生的。两种非线性扩散效应的研究都是基于中心利益的：非线性扩散效应的研究，只考虑了两个方面：对相关函数的福克-普朗克-柯菲函数的分析，场线-随机游动和交叉场扩散的分析，直接对湍流的非线性效应的研究，因为非线性扩散效应是由星际介质中的湍流引起的。这种自产生的湍流可以通过Fokker-Planck-Koeffizienten的形式和弱辐射的垂直函数来实现。

项目成果

Particle scattering in turbulent plasmas with amplified wave modes

具有放大波模式的湍流等离子体中的粒子散射

• DOI: 10.1051/0004-6361/201220804
• 发表时间: 2013
• 期刊: Astronomy and Astrophysics
• 影响因子: 6.5
• 作者: Spanier;Battarbee;Vainio ;Laitinen
• 通讯作者: Laitinen

DIFFUSION OF ENERGETIC PARTICLES IN TURBULENT MAGNETOHYDRODYNAMIC PLASMAS

湍流磁流体等离子体中高能粒子的扩散

• DOI: 10.1088/0004-637x/750/2/150
• 发表时间: 2012
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Spanier ;Kissmann
• 通讯作者: Kissmann

Evolution of plasma turbulence excited with particle beams

粒子束激发等离子体湍流的演化

• DOI: 10.1051/0004-6361/201219579
• 发表时间: 2012
• 期刊: arXiv: Solar and Stellar Astrophysics
• 作者: Lange ;Spanier
• 通讯作者: Spanier

Turbulence evolution in MHD plasmas

• DOI: 10.1017/s0022377813000147
• 发表时间: 2013-01
• 期刊: Journal of Plasma Physics
• 影响因子: 2.5
• 作者: M. Wiśniewski;R. Kissmann;F. Spanier