具有非均匀粘性与熵扩散率的旋转球形壳层中对流的差动自转
太阳与恒星天体物理
2023-11-23 v1 流体动力学
摘要
当代基于物理的太阳对流区三维模拟与观测不符。它们呈现的差动自转与太阳日震学推断的真实自转有实质性差异,并表现出观测中未发现的“Busse”对流柱传送带。为助力解开所谓“对流难题”,我们使用三维伪谱模拟代码研究径向非均匀粘性与熵扩散率如何影响密度分层旋转球形流体壳层中的差动自转与对流流型。我们发现流体性质的径向非均匀性增强了极区对流,进而诱发不可忽略的横向熵梯度,由于热风平衡导致对差动自转地转性的大幅偏离。我们报道了若干模拟,其中该机制维持了与切线柱外真实太阳剖面非常相似的差动自转图样,尽管高纬度仍存在偏差。这一点意义重大,因为差动自转在维持太阳型周期性偶极发电机中起关键作用。
引用
@article{arxiv.2311.12957,
title = {Differential rotation in convecting spherical shells with non-uniform viscosity and entropy diffusivity},
author = {Parag Gupta and David MacTaggart and Radostin D. Simitev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.12957},
year = {2023}
}