广义相对论磁流体动力学模拟中的亚网格平均场发电机模型与动态淬灭

大尺度磁场与吸积盘中的多种动力学过程相关，包括驱动湍流、再连接事件和驱动外流。数值模拟表明，大尺度磁场的初始强度和构型对吸积盘演化结果有直接影响。为了促进未来包含本征发电机过程的自洽模拟，我们在广义相对论电阻磁流体动力学模拟中推导并实现了一个具有动态淬灭的螺旋大尺度发电机亚网格模型，用于几何薄吸积盘。通过纳入先前螺旋发电机的数值和解析结果，我们的模型仅有一个输入参数，即粘度参数 $\alpha_\text{SS}$。我们证明该模型可以重现先前局部和全局模拟中观测到的蝴蝶图。在 $\alpha_\text{SS}=0.02$ 和黑洞自旋 $a_\text{BH}=0.9375$ 的较强参数选择下，我们的薄盘模型产生了洛伦兹因子 $\simeq 1.2$ 的弱准直极向外流，但湍流较弱或 $a_\text{BH}$ 较小时不存在极向外流。在负 $a_\text{BH}$ 情况下，我们发现磁场构型更接近牛顿情形，而在正 $a_\text{BH}$ 情况下，极向磁场环发生畸变，循环周期变得不规则甚至消失。此外，我们证明了 $\alpha_\text{SS}$ 可以避免被预设，而是由局部等离子体 $\beta$ 决定。这种完全动态的亚网格发电机允许大尺度磁场的自洽放大。