太阳大尺度湍流对流与磁力发电机作用

太阳全局发电机的运行似乎涉及许多动力学要素。目前尚不可能通过自一致的磁流体力学模拟来真实地纳入所有这些过程，尽管现在可以通过相当精确的方式来研究其中的一些要素。本文我们考虑在太阳对流层主体内部通过湍动可压缩对流如何通过发电机作用产生大尺度磁场。我们通过在旋转球形壳中进行三维数值模拟来实现这一点，使用我们的ASH代码在大规模并行超级计算机上运行。由于差分旋转是所有发电机模型中的关键要素，我们也在这里研究在构建和维持强大磁场的过程中，深层对流区可以维持的旋转轮廓。我们发现，对流能够在最大斯应力的影响下维持类似太阳的角速度轮廓，这些应力倾向于抵消黎因应力，从而减小整个对流层中纬向角速度的差异。发电机产生的磁场呈现出复杂的结构和演化，径向场集中在向下流动的通道中，环形场组织成向纬度延伸的扭曲丝带，并达到最高可达5000 G的场强。流动和场都表现出显著的动力和磁力旋流性，尽管只有前者在系统性半球图案中显现。波动场主导磁能，并通过洛伦兹力对流动产生大部分反馈。平均场相对较弱，未表现出类似太阳那样的系统性纬向传播或周期性极性反转。这可能归因于缺乏忧鸟带。