泰勒-库埃特流中绝对与对流螺旋磁旋转不稳定性
流体动力学
2009-04-14 v3 天体物理学
摘要
我们在零磁普朗特数(Pm=0)定义的感应近似下，数值分析了螺旋磁场中的泰勒-库埃特流磁旋转不稳定性(HMRI)。采用切比雪夫配点法计算小振幅扰动的特征值谱。首先，我们对傅里叶模态形式的扰动进行了详细的传统线性稳定性分析，这对应于通常非自持的对流不稳定性。发现螺旋磁场将不稳定性扩展到瑞利线定义的纯流体动力学极限之外的一个相对狭窄范围内。不仅存在HMRI出现的下临界阈值，还存在其消失的上临界阈值。后者将HMRI与磁修正的泰勒涡流区分开来。其次，我们也找到了绝对不稳定性阈值。在瑞利线之前的流体动力学不稳定区域，绝对不稳定性阈值仅略高于对流阈值，尽管前者的临界波长明显短于后者。在瑞利线之外，绝对不稳定性的下阈值显著高于相应的对流阈值，而上阈值则显著低于其对应对流阈值。因此，绝对HMRI在瑞利线之外的延伸范围比对流不稳定性短得多。绝对HMRI被认为是自持的，因此在轴向延伸足够大的系统中无需任何外部激励即可通过实验观测到。
引用
@article{arxiv.0810.0386,
title = {Absolute versus convective helical magnetorotational instability in a Taylor-Couette flow},
author = {Jānis Priede and Gunter Gerbeth},
journal= {arXiv preprint arXiv:0810.0386},
year = {2009}
}
备注
16 pages, 15 figures; minor revision, Phys. Rev. E (in press)