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磁化泰勒-库埃特流的大尺度发电机作用

太阳与恒星天体物理 2020-02-12 v2 流体动力学

摘要

具有准开普勒转动律并包含环向磁场的导电流体泰勒-库埃特流,可作为Taylor-Spruit型平均场发电机模型。该流动对非轴对称扰动不稳定,这些扰动形成定义α\alpha效应和涡旋扩散率的电动势。若具有相同功率的m=±1m=\pm 1两种简并模均被激发,则全局α\alpha效应消失且发电机无法工作。然而,研究表明Taylor不稳定性在仅考虑孤立模时产生有限α\alpha效应,但单模的这种内禀螺旋度过低,不足以支撑α2\alpha^2发电机。此外,具有准开普勒转动的αΩ\alpha\Omega发电机模型需要转动的磁雷诺数最小值Rm2.000{\rm Rm}\simeq 2.000才能工作。它是否真正工作取决于关于湍流能量的假设。然而,对于湍流强度随磁场呈比二次更陡的依赖关系,仅当所得磁涡旋扩散率近似其微观值ηTη\eta_{\rm T}\simeq \eta时发电机才被激发。对于基本更低或更高的涡旋扩散率,发电机不稳定性受到抑制。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.05105,
  title  = {Large-scale dynamo action of magnetized Taylor-Couette flows},
  author = {G. Rüdiger and M. Schultz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05105},
  year   = {2020}
}

备注

12 pages, 12 figures