高雷诺数下大尺度磁场的平均场分析
太阳与恒星天体物理
2022-08-24 v1
摘要
太阳磁场包含以太阳黑子数表示的 11 年活动周期。此类太阳磁场的维持可归因于对流区中的流体运动,即发电机。本研究对 Hotta 等人(2016)提出的全球太阳发电机模拟进行了平均场分析。尽管该研究成功在高雷诺数下产生相干大尺度磁场,但该磁场维持的详细物理尚未完全明了。本研究通过平均场分析提取了 alpha 张量与湍流磁扩散率张量。湍流磁扩散率随雷诺数升高显著下降。湍流磁扩散率的下降抑制了大尺度场向小尺度场的能量转换。这意味着湍流磁扩散率的下降有助于高雷诺数下大尺度磁场的维持。观测到显著的向下湍流泵浦;其在弱大尺度场相位增强。本研究提出了一种大尺度场的循环反转过程,该过程主要由 alpha 效应驱动并可能由向下泵浦触发。
引用
@article{arxiv.2207.01639,
title = {Mean-field analysis on large-scale magnetic fields at high Reynolds numbers},
author = {Ryota Shimada and Hideyuki Hotta and Takaaki Yokoyama},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.01639},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 20 figures, Accepted for publication in ApJ