超旋转对电流驱动 Tayler 不稳定性的亚临界激发

众所周知，在流体力学 Taylor-Couette 系统中，均匀旋转或具有正剪切的旋转律（“超旋转”）是线性稳定的。同样已知，在足够强的轴向电流存在下，导电流体会对非轴对称扰动变得不稳定。因此暗示，由均匀轴向电流形成的柱形箍缩会被满足 $d\Omega/dR \geq 0$ 的旋转律稳定化。然而，对于磁普朗特数 Pm$\neq 1$ 以及缓慢旋转情形，即便是刚性旋转和超旋转也会通过降低其临界哈特曼数来助长该不稳定性。对于窄间隙中的超旋转以及中等旋转速率，这种双扩散不稳定性甚至存在于具有相当任意径向剖面的环向磁场中，包括无电流剖面 $B_\phi\propto 1/R$。对于刚性旋转和超旋转，非轴对称磁流体不稳定性图样的方位角漂移符号强烈依赖于磁普朗特数。对于 Pm$\ll 1$，该图样与流体反向旋转；对于 Pm$\gg 1$，它与流体共转；而对于具有负剪切的旋转律，该不稳定性图样在所有 Pm 下均沿基本旋转方向迁移。在利用液态钠作为旋转圆柱间导电流体的实验中，流经内圆柱内部或外部、最小为 3.6 kAmp 的轴向电流足以实现超旋转下的双扩散不稳定性。若使用镓合金，该极限为 11 kAmp。