二维磁流体力学中平均剪切流的磁涡粘性

长期以来已知，磁雷诺数（Rm）小于~1 的磁流体力学流体中的磁感应会引起磁阻力。在此，我们证明当 $\mathrm{Rm} \gg 1$ 且流体处于磁能远小于动能的流体力学主导区时，由平均剪切流引起的感应会导致磁涡粘性。磁粘性由简单的物理论证导出：剪切流在磁场中建立起相干响应，直至被湍流运动去关联。动力粘性系数约为 $(B_p^2/2\mu_0) \tau_{\rm corr}$，即极向磁能密度乘以关联时间。我们通过二维不可压缩磁流体力学数值模拟验证了磁涡粘性。我们还考虑了三维情形，在柱坐标或球坐标几何下，理论分析同样指出只要存在较差自转便存在非零粘性。因此，这些结果可视为对 Ferraro 等旋定律的动力学推广。磁涡粘性导致角动量输运，并可能对某些气态巨行星内部等天体物理区域中的带状流具有重要意义。