Vandakurov-Tayler 不稳定性与 z 依赖差动旋转产生的螺旋度及$\alpha$效应

我们在等温磁流体动力学 (MHD) 模拟中研究了圆柱形容器内，由 z 依赖的差动旋转作用于给定轴向场$B^0$所导致的环形磁场不稳定性，其中特别关注所得非轴对称流动的螺旋度。我们验证了螺旋度$H$与外场及差动旋转相关的假设，即$H \sim B^0_i B^0_j \Omega_{i,j}$。观测到的不稳定性导致以$m=1$模态为主导的非轴对称解。随着不稳定性的 onset，运动学螺旋度和电流螺旋度均被产生，且满足上述建议的关系。显然，差动旋转$d\Omega/dz$仅需一个外部轴向场$B^0_z$即可产生显著的螺旋度量。未发现螺旋度存在任何规则的时间依赖性。所得的轴向$\alpha$效应主要归因于电流螺旋度，两者之间的特征时间尺度约为旋转时间量级。若关闭轴向场，则螺旋度和$\alpha$效应均消失。