Directional and scale-dependent statistics of quasi-static magnetohydrodynamic turbulence

¹ Center for Computational Science, Nagoya University, Nagoya, 464–8603, Japan
e-mail: okamoto@ccs.engg.nagoya-u.ac.jp
² Department of Computational Science and Engineering, Nagoya University, Nagoya, 464–8603, Japan
³ M2P2–CNRS & CMI Aix-Marseille University, 39 rue F. Joliot-Curie, 13453 Marseille Cedex 13, France
⁴ LMD–IPSL–CNRS, Ecole Normale Supérieure, 24 rue Lhomond, 75231 Paris Cedex 05, France

Abstract

Anisotropy and intermittency of quasi-static magnetohydrodynamic (MHD) turbulence in an imposed magnetic field are examined, using three-dimensional orthonormal wavelet analysis. Wavelets are an efficient tool to examine directional scale-dependent statistics, since they are based on well-localized functions in space, scale and direction. The analysis is applied to two turbulent MHD flows computed by direct numerical simulation with 512³ grid points and with different intensities of the imposed magnetic field. It is found that the imposed magnetic field plays an important role on the amplification of anisotropy and intermittency of the flow.

Résumé

L’anisotropie et l’intermittence de la turbulence magnétohydrodynamique (MHD) dans l’approximation quasi-statiqueavec un champ magnétique imposé sont examinés en utilisant l’analyse par ondelettes orthogonales. Les ondelettes sont un outil efficace pour examiner les statistiques directionnelles en fonction de l’échelle, car elles sont basées sur des fonctions bien localisées dans l’espace, l’échelle et l’orientation. L’analyse est appliquée à deux écoulements MHD turbulents calculés par simulation numérique directe avec 512³ points de la grille à différentes intensités du champ magnétique imposé. Il se trouve que le champ magnétique imposé joue un rôle important sur l’amplification de l’anisotropie et de l’intermittence de l’écoulement.