关于旋转可压缩对流中大尺度磁场产生的问题

平均场发电机理论表明，旋转导电流体层中的湍流对流会产生显著的α效应，这是任何平均场发电机模型的关键要素之一。如果该α效应的效率高于（湍流）磁扩散，那么这样的系统应该能够维持大尺度发电机。然而，在Cattaneo & Hughes（2006）考虑的Boussinesq模型中，发电机产生了小尺度、间歇性的磁场，没有显著的大尺度分量。在本文中，我们考虑了Cattaneo & Hughes（2006）所考虑的旋转对流层的可压缩类似物。通过改变计算域的水平尺度，我们研究了发电机对旋转速率的依赖性。我们的模拟表明，这些湍流可压缩流可以驱动小尺度发电机，但即使当该层旋转非常快（中层泰勒数Ta=10^8）时，我们也没有发现动力学时间尺度上产生显著大尺度磁场分量的证据。与Cattaneo & Hughes（2006）一样，当在整个计算域上施加均匀水平磁场时，我们测量到可忽略的（时间平均）α效应。尽管在这些模拟中总水平磁通量是守恒量，但（深度依赖的）水平平均磁场总是表现出强烈的涨落。如果在代码中人为抑制这些涨落，我们测量到显著的平均电动势，与使用测试场方法测量α效应的相关计算中发现的相当，尽管我们没有观察到任何大尺度发电机作用。