低罗斯贝数和低磁普朗特数下的对流驱动运动学发电机

大多数大尺度行星磁场被认为是由低罗斯贝数、低磁普朗特数流体的对流驱动的。本文采用一种渐近的、快速旋转的发电机模型研究平面层几何中的运动学发电机作用，该模型本质上是低磁普朗特数的。通过变化热普朗特数和瑞利数，展示了流态的根本变化，从层流胞状对流到存在逆能量级联的地转湍流。观察到随着浮力强迫的增加，对流产生发电机的效率下降（由临界磁雷诺数的增加所确定）。这种效率下降可能既源于与生成的日益无序的流动状态相关的相关性的丧失，也源于局部增强磁扩散的边界层行为。我们发现 $\alpha$ 的空间特征以及因此的大尺度磁场，仅弱依赖于流行为的变化。然而，我们的结果局限于线性、运动学发电机机制，因此未来需要包含洛伦兹力的模拟来评估该结果的稳健性。与大尺度磁场相反，小尺度磁场的行为直接依赖于小尺度对流流场，并因此随其表现出显著变化。