绝热分层太阳/恒星对流区中差动旋转产生的经向环流

恒星对流区中的经向环流通常观测不佳，但对磁流体动力学（MHD）发电机可能至关重要。来自差动旋转（DR）的科里奥利力在决定经向环流方面起着重要作用。在此，我们考虑同心于旋转轴的圆柱面上恒定的恒星差动旋转是否能驱动经向环流。传统观点认为不能。利用两种相关形式的控制方程，分别估算经向质量通量旋度的纵向分量和涡度，我们表明此类差动旋转将驱动经向流。这是因为为了满足非弹性质量守恒，对于所有差动旋转（而不仅仅是那些偏离同心圆柱面恒定性的旋转），必须存在非球对称的压力轮廓。因此，如果存在差动旋转，流体总是斜压的，因为在非弹性系统中，扰动压力必须满足泊松型方程，以及状态方程和热力学方程。我们用数值例子支持我们的定性推理，并表明经向环流对偏离圆柱面恒定旋转的大小和形式很敏感。这种效应应存在于三维全局非弹性对流模拟中，特别是那些由全局对流驱动的差动旋转剖面接近圆柱形的模拟。对于类太阳差动旋转，科里奥利力通常在每个半球驱动双细胞环流，并在高纬度处出现第二个反向流。对于类太阳湍流粘滞性，科里奥利力产生的经向环流远大于太阳上的观测值。因此，必须至少存在一种额外的力（可能是浮力），其对抗经向流以将其振幅降低至观测值。