磁螺度的空间尺度与局域性:第一部分
太阳与恒星天体物理
2020-03-25 v1 一般拓扑
摘要
磁螺度在电阻 MHD 模型中近似守恒。它量化了等离子体内磁场的纠缠程度。螺度的输运与移除在太阳内部的发电机过程以及日冕中活动区演化里都至关重要。这种输运通常导致高度不均匀的纠缠分布。目前尚无一致的系统方法在不同空间尺度和局域区域上分解螺度。我们对磁场应用多分辨率小波分解,并演示其如何应用于包括场线螺度在内的各类磁螺度相关量。我们采用螺度的几何定义,使得这些量可在任意边界条件的场下计算。研究表明,螺度的多分辨率分解具有关键的局域可加性性质,并证明了一个广义的线性能量-拓扑守恒律,它是对均匀湍流与周期场分析中两点关联分解的重要推广。小波表示的局域化性质被证明能刻画傅里叶表示无法刻画的不均匀分布。利用电阻编织场弛豫的解析表示,我们展示了不同长度尺度上能量变化与同一空间尺度上螺度变化之间的明显关联。将其应用于表面磁通量输运模型中的螺度流,显示了活动区场演化与极区场发展对全球螺度输入的各种贡献如何被该表示自然分离。
引用
@article{arxiv.1909.07838,
title = {Spatial Scales and Locality of Magnetic Helicity: Part 1},
author = {Christopher Prior and Gareth Hawkes and Mitch Berger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.07838},
year = {2020}
}
备注
Submitted to Astronomy and Astrophysics