太阳对流区磁通量浮现的建模

[摘要已删减] 当磁通量环在太阳光球层浮现时，会形成双极磁区。我们的目标是在颗粒对流的模拟中研究磁通量浮现过程。特别是，我们要确定在何种情况下磁浮力会增强磁通量浮现率（该过程原本仅由对流上升流驱动）。我们使用三维数值模拟，在水平周期性的笛卡尔域中求解可压缩磁流体动力学方程。将水平磁通量管插入充分发展的流体动力学对流中。我们系统地改变初始磁场强度、管厚度、沿管轴的初始熵分布以及磁雷诺数。专注于中等磁雷诺数下的低磁普朗特数 regime (Pm<1)，我们发现磁通量管总是在一定程度上易受对流破坏的影响。然而，较强的磁通量管比较弱的更能有效地保持其结构。在最强初始磁场情况下，磁浮力确实增强了磁通量浮现率，并且当我们增加磁通量管的宽度时，这种增强变得更加显著。在较高的磁雷诺数下也是如此，尽管在这些耗散较小的模拟中，磁通量浮现率通常较低，因为在这些情况下对流对磁通量管的破坏更为有效。这些模拟似乎对初始条件的精确选择不敏感：对于给定的流，磁通量管的演化主要由初始磁场分布和磁雷诺数决定。