周期性磁旋转发电机作用作为剪切流中非线性磁场产生的原型
太阳与恒星天体物理
2015-05-30 v1 地球与行星天体物理
高能天体物理现象
混沌动力学
流体动力学
摘要
利用开普勒剪切流中的磁旋转发电机作为原型问题，研究了易受磁流体动力学不稳定性影响的剪切流中发电机作用的本质。通过直接数值模拟和牛顿法，我们计算了具有旋转和剪切的三维耗散不可压缩磁流体动力学方程的一个精确时间周期磁旋转发电机解。我们讨论了该循环背后的物理机制，并表明它是由大尺度轴对称环向磁场与通过磁旋转不稳定性放大的非轴对称扰动之间的线性和非线性相互作用共同作用的结果。我们证明，这种大尺度发电机机制本质上是内在非线性的，不能简化为标准的平均场发电机形式。因此，我们的结果为剪切流中时间依赖的相干大尺度磁场的通用非线性产生机制提供了明确证据，并呼吁建立新的理论发电机模型。这些发现可能为了解亚临界磁旋转湍流的过渡和统计特性提供重要线索。
引用
@article{arxiv.1109.1811,
title = {Periodic magnetorotational dynamo action as a prototype of nonlinear magnetic field generation in shear flows},
author = {J. Herault and F. Rincon and C. Cossu and G. Lesur and G. I. Ogilvie and P. -Y. Longaretti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.1811},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 6 figures, accepted for publication in Physical Review E