剪切盒中的磁旋转发电机作用

在无外加净磁通的剪切盒近似下，研究了由磁旋转不稳定性引起的磁发电机作用。与近期研究一致，发现发电机作用对盒的纵横比敏感：在沿垂直于盘平面方向拉伸的高盒中比在沿径向拉伸的长盒中更容易获得。我们的直接数值模拟表明，给定足够大的磁雷诺数，两种情况下的发电机作用都是可能的。为解释在长盒中获得发电机作用所需相对更大的努力，我们提出由不稳定性引起的湍流涡旋最有效地在径向折叠和混合磁场线。结果，在长盒中生成的强方位角（沿流线方向）磁场的尺度总是与湍流涡旋的尺度相当。相反，在高盒中方位角磁通量在垂直方向上扩散超过湍流涡旋尺度的距离。结果，高盒的不同垂直截面被大尺度非零方位角磁通量渗透，促进了不稳定性。与这一图像一致，发电机作用高效的情况以局部方位角磁通量的强间歇性为特征。