Observations show that dispersive Alfvén waves (DAWs) play a significant role in the heating and generation of turbulence at reconnection sites. The present work investigates the nonlinear evolution of DAWs and the related turbulence with pre-existing magnetic islands in solar wind. The turbulence is driven by nonlinear interactions, including wave–wave coupling and ponderomotive force, in the presence of pre-existing magnetic islands. Using computer modeling and numerical techniques, the resulting dynamical equation is solved. Space integration is performed using a pseudo-spectral method, while time integration is carried out using a finite difference scheme. The simulation findings validate the presence of turbulence and demonstrate the spatiotemporal evolution of the DAW localized structures and current sheets. The scale sizes of the localized structures have been calculated using a semi-analytic model and it has been demonstrated that these scale sizes are dependent on the characteristics of magnetic islands and ponderomotive nonlinearity. Thermal tail formation in energetic ions has been investigated based on the power-law scaling of turbulence generation.
観測により、分散性アルヴェーン波（DAWs）がリコネクションサイトにおける加熱と乱流の生成に重要な役割を果たすことが示されている。本研究では、既存の磁気島が存在する太陽風中でのDAWsの非線形発展と関連する乱流を調査する。乱流は、既存の磁気島の存在下で、波-波結合およびポンデロモーティブ力を含む非線形相互作用によって駆動される。コンピュータモデリングと数値手法を用いて、結果として得られる動的方程式を解く。空間積分は擬スペクトル法を用いて行われ、時間積分は有限差分スキームを用いて行われる。シミュレーションの結果は、乱流の存在を検証し、DAWの局在構造と電流シートの時空間発展を示す。局在構造のスケールサイズは半解析モデルを用いて計算され、これらのスケールサイズが磁気島の特性とポンデロモーティブ非線形性に依存することが実証された。高エネルギーイオンにおける熱的テール形成は、乱流生成のべき乗則スケーリングに基づいて調査された。