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FP7

MHDTURB Risultato in breve

Project ID: 299973
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Francia

La turbolenza del plasma non rispetta l’universalità

Gli scienziati finanziati dall’UE hanno fornito preziose informazioni sul comportamento non universale del flusso turbolento accoppiato ai campi magnetici. Tale accoppiamento si verifica quando la materia è in uno stato ionizzato, come nel plasma astrofisico e di fusione.
La turbolenza del plasma non rispetta l’universalità
La ricerca sulla turbolenza idrodinamica (HD), senza campi magnetici, ha offerto risultati sostanziali negli ultimi anni. D’altra parte, i progressi nella comprensione della turbolenza magnetoidrodinamica (MHD) sono limitati, principalmente a causa della mancanza di dati sperimentali.

Per superare le difficoltà di sperimentazione con i sistemi in cui si verifica la MHD, gli scienziati hanno effettuato simulazioni numeriche con una risoluzione senza precedenti. Il progetto MHDTURB (Nonuniversal statistics in MHD turbulence) si è concentrato sul problema irrisolto dell’universalità in quanto a turbolenza dei fluidi elettricamente conduttori.

Mentre vi sono somiglianze con la HD, per simulare gli stati di flusso turbolento in MHD, sono stati necessari modelli altamente complessi. La complessità è il risultato della dipendenza dalle condizioni iniziali e si traduce in una maggiore risoluzione delle simulazioni numeriche che, a sua volta, richiede notevole potenza di calcolo.

Il team MHDTURB ha portato le simulazioni numeriche della turbolenza MHD a un livello superiore utilizzando le risorse computazionali del PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe). I risultati mostrano comportamenti diversi che possono essere osservati a seconda delle condizioni iniziali.

Le differenze individuate sono state attribuite alle strutture che si vengono a formare. Tuttavia, non appena la “forza” di turbolenza raggiunta aumenta, è possibile osservare la transizione verso un comportamento potenzialmente universale, analogamente ai flussi turbolenti HD nei quali le condizioni iniziali tendono a essere dimenticate.

Inoltre, i risultati delle simulazioni hanno rivelato che, in assenza di qualsiasi perturbazione, le simmetrie sono state mantenute in quanto ai numeri di Reynolds esaminati. In presenza della più piccola perturbazione, determinate simmetrie si sono infrante, purché il numero di Reynolds fosse sufficientemente alto.

Gli attuali fogli formati nelle regioni di discontinuità magnetica sono stati ritenuti responsabili in relazione alla legge di potenza seguita dalla distribuzione di energia fra le diverse scale nei flussi turbolenti MHD in decomposizione. Un’ulteriore scoperta è data dal fatto che gli spettri transitori compaiono in condizioni iniziali casuali nel caso di una stretta correlazione tra velocità e corrente.

Nel complesso, il progetto MHDTURB ha prodotto informazioni sulla turbolenza MHD in grado di supportare gli studi sperimentali di questo fenomeno multi-scala, radicato nella fisica del plasma e nell’astrofisica.

Informazioni correlate

Keywords

Universalità, plasma, turbolenza, astrofisico, magnetoidrodinamico, MHDTURB
Numero di registrazione: 182951 / Ultimo aggiornamento: 2016-07-05
Dominio: Tecnologie industriali