磁流体泰勒-库埃特流中环向磁场的泰勒不稳定性
太阳与恒星天体物理
2015-05-13 v1
摘要
研究了在两个绕同一轴旋转的无限长圆柱之间、密度均匀的不可压缩导电流体中环向磁场的非轴对称“扭结型”泰勒不稳定性(TI)。结果表明，对于静止圆柱，不稳定模式的临界哈特曼数与磁普朗特数Pm无关。刚性旋转会抑制不稳定性，其中旋转速度与磁场阿尔芬速度的临界比值(仅)轻微依赖于磁普朗特数Pm。当Pm=1时，TI的旋转抑制效应达到最大。具有负剪切(即dΩ/dR<0)的旋转律在旋转不太快时会强烈地使环向磁场失稳。对于足够高的旋转雷诺数，非轴对称磁不稳定性的抑制始终占主导地位。该不稳定性的角动量传输与剪切呈反相关，因此可以定义一种涡粘性，且证明其为正值。对于负剪切，扰动的麦克斯韦应力对角动量传输有显著贡献。我们还展示了在实验室中使用宽间隙容器填充液态金属(如钠或镓)进行TI实验的可能性。即使旋转稳定化的效应也可以在实验室中用仅几千安培的电流重现。
引用
@article{arxiv.0903.3831,
title = {Tayler instability of toroidal magnetic fields in MHD Taylor-Couette flows},
author = {G. Ruediger and M. Schultz},
journal= {arXiv preprint arXiv:0903.3831},
year = {2015}
}
备注
9 pages, 11 figures, subm