非线性剪切电流涡旋发动机与sheared湍流中的磁旋流

讨论了在非直流均匀湍流中存在均速度剪切的剪切电流效应引起的非线性均场涡旋。将磁旋流作为动力非线性因素纳入考虑。剪切电流效应与${\bf W} {\bf x} {\bf J}$项相关，其中${\bf W}$为大尺度剪切运动导致的均 vorticity，${\bf J}$为均电流。这一效应在具有大尺度湍流和磁 Reynolds 数的湍流中引起大尺度磁场的生成。剪切电流效应引起的涡旋动力学取决于背景湍流相关时间 $\tau(k)$ 的空间标度，其中 $k$ 为波数。在Kolmogorov标度下，$\tau(k) \propto k^{-2/3}$时，涡旋不稳定发生；当$\tau(k) \propto k^{-2}$（即小的湍流和磁 Reynolds 数）时，在受剪切的非直流湍流中不存在涡旋作用。磁旋流的传输对涡旋动力学的非线性阶段产生强烈影响。数值解方程时考虑了剪切电流效应，表明如果磁旋流传输不小，均磁场饱和水平约为由湍流动能决定的等能平衡场。具有大尺度速度剪切的湍流是天体物理中的普遍特征，所得结果对于阐明天体剪切湍流中大尺度磁场的起源具有重要意义。