Back to Search Start Over

Universal small-scale structure in turbulence driven by magnetorotational instability

Authors :
Vladimir Zhdankin
Geoffroy Lesur
Stanislav Boldyrev
Justin Walker
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble ( IPAG )
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG )
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Source :
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Oxford University Press (OUP): Policy P-Oxford Open Option A, 2017, 467 (3), pp.3620-3627. ⟨10.1093/mnras/stx372⟩, Mon.Not.Roy.Astron.Soc., Mon.Not.Roy.Astron.Soc., 2017, 467 (3), pp.3620-3627. ⟨10.1093/mnras/stx372⟩, Mon.Not.Roy.Astron.Soc., 2017, 467 (3), pp.3620-3627. 〈10.1093/mnras/stx372〉
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

The intermittent small-scale structure of turbulence governs energy dissipation in many astrophysical plasmas and is often believed to have universal properties for sufficiently large systems. In this work, we argue that small-scale turbulence in accretion disks is universal in the sense that it is insensitive to the magnetorotational instability (MRI) and background shear, and therefore indistinguishable from standard homogeneous magnetohydrodynamic (MHD) turbulence at small scales. We investigate the intermittency of current density, vorticity, and energy dissipation in numerical simulations of incompressible MHD turbulence driven by the MRI in a shearing box. We find that the simulations exhibit a similar degree of intermittency as in standard MHD turbulence. We perform a statistical analysis of intermittent dissipative structures and find that energy dissipation is concentrated in thin sheet-like structures that span a wide range of scales up to the box size. We show that these structures exhibit strikingly similar statistical properties to those in standard MHD turbulence. Additionally, the structures are oriented in the toroidal direction with a characteristic tilt of approximately 17.5 degrees, implying an effective guide field in that direction.<br />Comment: 9 pages, 11 figures, to appear in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Details

Language :
English
ISSN :
00358711 and 13652966
Database :
OpenAIRE
Journal :
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Oxford University Press (OUP): Policy P-Oxford Open Option A, 2017, 467 (3), pp.3620-3627. ⟨10.1093/mnras/stx372⟩, Mon.Not.Roy.Astron.Soc., Mon.Not.Roy.Astron.Soc., 2017, 467 (3), pp.3620-3627. ⟨10.1093/mnras/stx372⟩, Mon.Not.Roy.Astron.Soc., 2017, 467 (3), pp.3620-3627. 〈10.1093/mnras/stx372〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....2161e408f303ff6404b5c43cef4697fa
Full Text :
https://doi.org/10.1093/mnras/stx372⟩