重访三维磁流体等离子体中的运动学快发电机：从非螺旋到螺旋流动的发电机转变
等离子体物理
2023-07-05 v1 星系天体物理
计算物理
流体动力学
摘要
由速度涨落产生磁场的发电机对我们理解若干天体物理和/或实验室现象至关重要。尽管流体螺旋度已知在发电机作用起始中扮演关键角色，其影响尚待充分理解。本工作中，采用近期提出的流体流动 [Yoshida et al. Phys. Rev. Lett. 119, 244501 (2017)]，使得在模拟之初可通过控制参数注入零或有限流体螺旋度。利用简单的运动学快发电机模型，我们明确展示了小尺度发电机对流体螺旋度的强烈依赖。与传统理解相反，表明流体螺旋度确实强烈影响小尺度发电机的物理。为证实我们的发现，给出了不同注入流体螺旋度值下的晚期磁场能谱，以及三维磁场曲面的严格“几何”特征，显示从“未扭转”片层到“扭转”片层再到“雪茄”状构型的转变。还表明，最受关注的 ABC 发电机模型对于低磁雷诺数问题并非“最快”发电机模型。本工作首次系统揭示了流体螺旋度在从“非发电机”到“发电机”区间转变中的作用。
引用
@article{arxiv.2211.12362,
title = {Revisiting Kinematic Fast Dynamo in 3-dimensional magnetohydrodynamic plasmas: Dynamo transition from non-Helical to Helical flows},
author = {Shishir Biswas and Rajaraman Ganesh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.12362},
year = {2023}
}