磁重联期间磁力线螺旋度的演化

我们研究了连接两个边界且无零点的磁场的磁力线螺旋度演化，重点在于局域有限-B 磁重联。总（相对）磁螺旋度已被公认为磁流体动力学过程的重要拓扑约束。磁力线螺旋度提供了进一步的优势，因为它保留了所有拓扑信息，并能区分具有相同总螺旋度的不同磁场。磁重联改变了场的连通性，而磁力线螺旋度反映了这些变化；本文的目标是表征这种演化。我们首先推导了磁力线螺旋度的演化方程并检查其各项，还获得了动力学局限于域内情况下的简化形式。主要结果（我们通过运动学示例予以支持）是，在复杂磁场中的局域重联期间，磁力线螺旋度的演化由一个类功项主导，该项在磁力线端点处评估，即广义磁力线速度与矢量势的标量积。此外，该项在某些区域上的通量积分远小于无符号量的积分，这表明磁力线螺旋度的变化以良好的成对方式发生。由此可见，尽管重联对总螺旋度影响甚微，但它在复杂磁场中重新分配螺旋度非常高效。