DTS 的动态区域：球形磁化 Couette 流的模拟

Derviche Tourneur Sodium 实验是一个以液钠为介质、从内球施加偶极磁场的球形 Couette 磁流体力学实验，最近对其诊断系统进行了升级，以更好地表征存在整体旋转时的流动和感应磁场。伴随这些升级，使用 xshells 代码进行了一组直接数值模拟，以在内球和外球的各种旋转速率下提供流体和磁动力学的更完整视图。这些模拟揭示了由 Rossby 数决定的几种动态区域。在正微分旋转下，存在一个准地转流区域，外球附近的涨落水平较低。负微分旋转在低负微分旋转下显示出一个似乎是饱和流体力学不稳定性的区域，随后是一个在低纬度发展出丝状结构并持续五到十个微分旋转周期向极地漂移的区域。我们强调，所有这些相干结构均源自湍流。其中至少部分似乎与平均流的线性不稳定性有关。模拟流动可以产生与物理实验所能获取的相同测量结果，且具有与实验中发现的类似特征。本文讨论了流动的内部速度结构与其表面磁特征之间的关系。