液态钠球形库埃特实验中的磁感应与扩散机制
流体动力学
2014-12-02 v2 经典物理
地球物理
摘要
我们重建了DTS液态钠实验中的平均轴对称方位流和经向流。实验装置设置了一个封闭在两个同心球壳之间的球形库埃特流，其中内球持有一个强偶极磁体，旋转时作为磁推进器。在内球旋转频率为9 Hz（Rm 28）的条件下，测量了流体内部和外部的平均速度、平均感应磁场和平均电势。利用感应方程将所有测量量与平均流联系起来，我们开发了一种非线性最小二乘反演程序，以重建平均速度场的完全相干解。我们还将流体层对非轴对称时变磁场的响应纳入反演，该磁场源于施加磁场与轴向偶极的偏差。我们获得的平均方位速度场显示，在内球附近的内部区域存在超旋转，其中洛伦兹力占主导，这与由科里奥利力控制的外部地转区域形成对比，但磁力矩仍然是驱动因素。经向环流受到洛伦兹力和科里奥利力的强烈阻碍。然而，它对感应磁能的显著部分有贡献。我们的方法为评估速度和磁涨落对平均磁场的贡献奠定了基础，这是发电机机制的关键问题。
引用
@article{arxiv.1407.2703,
title = {Magnetic induction and diffusion mechanisms in a liquid sodium spherical Couette experiment},
author = {Simon Cabanes and Nathanaël Schaeffer and Henri-Claude Nataf},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.2703},
year = {2014}
}